vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2019-21-2-192-201vestniktgasu-552Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSПОРТЛАНДЦЕМЕНТ С ПРИРОДНЫМИ АКТИВНЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ДОБАВКАМИPORTLAND CEMENT WITH NATURAL MINERAL ADDITIVESМестниковЕ. А.MestnikovA. E.

Местников Алексей Егорович, докт. техн. наук, профессор

677000, г. Якутск, ул. Белинского, 58

Aleksey E. Mestnikov, DSc, Professor

58, Belinsky Str., 677000, Yakutsk, Sakha

mestnikovae@mail.ruКудяковА. И.KudyakovA. I.

Кудяков Александр Иванович, докт. техн. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Alexander I. Kudyakov, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

kydyakow@tsuab.ruРожинВ. Н.RozhinV. N.

Рожин Василий Никитич, ст. преподаватель

677000, г. Якутск, ул. Белинского, 58

Vasily N. Rozhin, Senior Lecturer

58, Belinsky Str., 677000, Yakutsk, Sakha

barcelon@mail.ruСеверо-Восточный федеральный университет им. М.К. АммосоваРоссияAmmosov North-Eastern Federal UniversityRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation20192904201902192201Copyright © Местников Е.А., Кудяков А.И., Рожин В.Н., 20192019Местников Е.А., Кудяков А.И., Рожин В.Н.Mestnikov A.E., Kudyakov A.I., Rozhin V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/552

Одним из эффективных и актуальных направлений энергосбережения в производстве портландцемента, получивших распространение во всем мире, является совместный помол портландцементного клинкера с вводимыми минеральными добавками в виде пуццолановых пород, зол и шлаков.Основной целью исследования является научное обоснование возможности получения портландцемента стабильного качества путем совместного помола портландцементного клинкера с природными минеральными добавками с учетом условий размещения производства.В качестве активной минеральной добавки к портландцементу изучены доступные речные (кварц-полевошпатовые) пески Ленского бассейна и многотоннажное сырье – цеолитсодержащие породы месторождения Хонгуруу. В исследованиях применялись стандартные методы испытаний вяжущих и бетонов на их основе, современный метод рентгенофазового анализа.В статье приведены результаты определения активности изучаемых минеральных добавок к портландцементу. Исследованы основные свойства портландцемента из клинкера, гипсового камня и минеральных добавок применительно к организации производства портландцемента стабильного качества и изделий на его основе для ресурсного обеспечения объектов строительства в Северо-Восточной части Арктики и Севера России. Изучено влияние количества добавок и тонкости помола портландцемента из клинкера с цеолитсодержащей породой и кварц-полевошпатовым песком на нормальную густоту и сроки схватывания цементного теста, прочность стандартных образцов из цементного раствора.Установлена возможность получения портландцемента типа ЦЕМ II/А-П32,5Н и ЦЕМ II/А-П 42,5Н из привозного портландцементного клинкера и местных минеральных добавок при экономии 5–15 % портландцементного клинкера.

One of the most effective developments of energy saving in the production of Portland cement used worldwide, is joint grinding of Portland cement clinker with injected mineral additives, such as pozzolanic rocks, ashes and slags.The aim of this work is to substantiate the possibility of the quality cement production using joint grinding of Portland cement clinker with natural mineral additives with a view to the of production location.River (quartz-feldspar) sands of the Lena basin and large-tonnage raw materials (zeolitecontaining rocks of the Khonguruu deposit) are considered as mineral additives to Portland cement. The study uses both standard test methods and the X-ray phase analysis for binders and concretes.The activity of the mineral additives to Portland cement is studied. The main properties of clinker, gypsum stone and mineral additives are studied to organize the production of quality Portland cement and products for the support of construction projects in the North-Eastern part of the Arctic and the North of Russia. The effect from additives and fineness of zeolitecontaining clinker and quartz-feldspar sand is studied relative to the thickness and setting time of the cement paste and cement mortar strength.It is shown that the types CEM II/A-P 32.5N and CEM II / A-P 42.5N Portland cement can be produced from imported Portland cement clinker and local mineral additives saving 5–15 % Portland cement clinker.

портландцементный клинкерактивные минеральные добавкикварц-полевошпатовый песокцеолитсодержащая породапортландцементнормальная густотасроки схватыванияпрочность на сжатиеportland cementmineral additivesclinkerzeolite rockquartz- feldspar sanddensitycompressive strengthReferencesСмирнова О.О., Липина С.А., Кудряшева Е.В. и др. Формирование опорных зон в Арктике: методология и практика // Арктика и Север. 2016. No 25. С. 148–157. Условия доступа: https://narfu.ru/university/library/books/3024.pdf (дата обращения: 23.01.19).Smirnova O.O., Lipina S.A., Kudryasheva E.V., et al. Formirovanie opornykh zon v Arktike: metodologiya i praktika [Formation of basic zones in Artic: methodology and practice]. Arktika i Sever. 2016. No. 25. Pp. 148-157. Available: https://narfu.ru/university/library/books/ 3024.pdf (accessed January 23,2019). (rus)Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года // Правительство России [официальный сайт]. Условия доступа : http://government.ru/info/18360/ (дата обращения: 23.01.19).Strategiya razvitiya Arkticheskoi zony Rossiiskoi Federatsii i obespecheniya natsional'noi bezopasnosti na period do 2020 goda [Artic zoning in the Russian Federation and national security until 2020]. Available: http://government.ru/info/18360/ (accessed January 23, 2019).Лукьянчиков С.А., Кудяков А.И. Управление качеством высокопрочных цементных тяжелых бетонов на основе сырьевой базы Сибирского региона // Эффективные рецептуры и технологии в строительном материаловедении : сб. Международной научно-технической конференции. Новосибирск : Новосибирский государственный аграрный университет, 2017. С. 47–53.Lukyanchikov S.A., Khudyakov A.I. Upravlenie kachestvom vyisokoprochnyih tsementnyih tyazhelyih betonov na osnove syirevoy bazyi sibirskogo regiona [Quality management of highstrength cement heavy concretes based on raw material base of the Siberian region]. Effektivnye retseptury i tekhnologii v stroitel'nom materialovedenii: sb. Mezhdunarodnoi nauchnotekhnicheskoi konferentsii (Coll. Papers STROISIB-2017 Int. Sci. Tech. Conf. „Effective Procedures and Technologies in Construction Materials Science‟). Novosibirsk. 2017. Pp. 47–53 (rus)Стешенко А.Б., Кудяков А.И. Раннее структурообразование пенобетонной смеси с модифицирующей добавкой // Инженерно-строительный журнал. 2015. No 2 (54). С. 56–62.Steshenko AB, Kudyakov A.I. Rannee strukturoobrazovanie penobetonnoy smesi s modifitsiruyuschey dobavkoy [Early structuring of foam concrete mixture with modifying additive]. Inzhenerno-stroitelnyiy zhurnal. 2015. No. 2 (54). Pp. 56–62.(rus)Кудяков В.А., Кудяков А.И., Лукьянчиков С.А., Кудяков К.Л. Управление технологическими процессами производства модифицированных бетонов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. No 6 (65). С. 116–126.Kudyakov V.A., Kudyakov A.I., Luk'yanchikov S.A., Kudyakov K.L. Upravlenie tekhnologicheskimi protsessami proizvodstva modifitsirovannykh betonov [Industrial process control in modified concrete technology]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017. No. 6 (65). Pp. 116–126. (rus)Ильина Л.В. Повышение эксплуатационных характеристик строительных материалов на основе цемента длительного хранения : автореф. дис. ... докт. техн. наук. Л., 2011. 39 с.Il'ina L.V. Povishenie ekspluatacionnih harakteristik stroitelnih materialov na osnove cementa dlitelnogo hraneniya: avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk [Improving the performance of cementbased building materials for long-term storage. DSc Thesis]. Leningrad, 2011. 39 p. (rus)Кузнецова Т.В. Основные направления развития химии и технологии цемента // Технологии бетонов. 2014. No 11 (100). С. 46–49.Kuznecova T.V. Osnovnie napravleniya razvitiya himii i tehnologii cementa [The main directions of development of chemistry and technology of cement]. Tehnologii betonov. 2014. No. 11 (100). Pp. 46–49. (rus)Perraki T., Kontori E., Tsivilis S., Kakali G. The effect of zeolite on the properties and hydration of blended cements // Cement and Concrete Research. 2010. No 32. Р. 128–133.Perraki T., Kontori E., Tsivilis S., Kakali G. The zeolite effect on properties and hydration of blended cements. Cement and Concrete Research. 2010. No. 32. Рp. 128–133.Horst-Michael Ludwig, Wensheng Zhang. Research review of cement clinker chemistry // Cement and Concrete Research. 2015. No 78. Р. 24–37.Horst-Michael Ludwig, Wensheng Zhang. Research review of cement clinker chemistry. Cement and Concrete Research. 2015. No. 78. Рp. 24–37.Кудяков А.И., Симакова А.С., Кондратенко В.А., Стешенко А.Б., Латыпов А.Д. Влияние органических добавок на свойства цементного теста и камня // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 20. No 6. С. 138–147.Kudyakov A.I., Simakova А.S., Kondratenko V.A., Steshenko A.B., Latypov A.D. Vliyanie organicheskikh dobavok na svoistva tsementnogo testa i kamnya [Cement paste and brick properties modified by organic additives]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturnostroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2018. V. 20. No. 6. Pp. 138–147. (rus)Zaichenko M., Serdiuk O., Khalujshev O. The technology and properties of modified Portlandcomposite cements for sustainable construction // Modern industrial and civil construction. 2013. V. 9. No 1. Р. 23–31.Zaichenko M., Serdiuk O., Khalujshev O. The technology and properties of modified Portlandcomposite cements for sustainable construction. Modern Industrial and Civil Construction. 2013. V. 9. No. 1. Рp. 23–31.Nelyubova V.V., Strokova V.V., Sumin A.V., Jernovskiy I.V. The structure formation of the cellular concrete with nanostructured modifier // Key Engineering Materials. 2017. V. 729. P. 99–103.Nelyubova V.V., Strokova V.V., Sumin A.V., Jernovskiy I.V. The structure formation of the cellular concrete with nanostructured modifier. Key Engineering Materials. 2017. V. 729. Pp. 99–103.Кудяков А.И. Закладочные твердеющие смеси на нефелиновых вяжущих : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Л., 1975. 25 с.Kudyakov A.I. Zakladochnie tverdeyuschie smesi na nefelinovih vyajuschih_ avtoref. dis. ... kand. tehn. nauk [Filler hardening mixtures with nepheline binders. PhD Thesis]. Leniongrad, 1975. 25 p. (rus)Монтянова А.Н., Кириллов Д.С., Штауб И.В., Бильдушкинов Е.В. Специфические особенности закладочных работ на руднике «Мир» алмазодобывающей АК «АЛРОСА» // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2012. No 4. С. 10–14.Montyanova A.N., Kirillov D.S., Shtaub I.V., Bildushkinov E.V. Specificheskie osobennosti zakladochnih rabot na rudnike „Mir‟ almazodobivayuschei AK ALROSA [Specific features of backfilling work in Mir mine of the diamond-mining company ALROSA]. Vestnik MGTU im. G.I. Nosova. 2012. No. 4. Pp. 10–14. (rus)Бикбау М.Я., Высоцкий Д.В., Тихомиров И.В. Бетоны на наноцементах: свойства и перспективы // Технологии бетонов. 2011. No 11–12. С. 31–34.Bikbau M.Ya., Visockii D.V., Tihomirov I.V. Betoni na nanocementah: svoistva i perspektivi [Nanocements: properties and prospects]. Tehnologii betonov. 2011. No. 11–12. Pp. 31–34. (rus)Бикбау М.Я., Вавилов В.А. Портландцемент и его модификация в наноцемент с кварцевым песком // Сухие строительные смеси. 2018. No 4. С. 17–26.Bikbau M.Ya., Vavilov V.A. Portlandcement i ego modifikaciya v nanocement s kvarcevim peskom [Portland cement and its modification into quartz nano-cement]. Suhie stroitelnie smesi. 2018. No. 4. Pp. 17–26. (rus)Mestnikov A., Semenov C., Strokova V., Nelubova V. Autoclave foam concrete: Structure and properties Citation // AIP Conference Proceedings 2. Сер. «Advanced Materials in Technology and Construction», AMTC 2015: Proceedings of the II All-Russian Scientific Conference of Young Scientists «Advanced Materials in Technology and Construction». 2016. P. 070010.Mestnikov A., Semenov C., Strokova V., Nelubova V. Autoclave foam concrete: Structure and properties. AIP Conference Proceedings 2. In: Advanced Materials in Technology and Construction, Proc. 2nd All-Russ. Sci. Conf. of Young Scientists „Advanced Materials in Technology and Construction‟. 2016. P. 070010.Теория цемента / под ред. А.А. Пащенко. Киев : Будiвельник, 1991. С. 14.Paschenko A.A., Ed. The theory of cement [Teoriya tsementa], Kiev: Budivelnik, 1991.14 p. (rus)Henning O., Kudyakow A., Winkler K. Der Einfluss von Quarz auf Zusammensetzung der Flussigen Phase und der festen Anteils von Zementsuspension // Wissenschaftlice Zeitschrift HAB. Weimar. 1987. 33. 5/6. S. 270.Henning O., Kudyakov A., Winkler K. Der Einfluss von Quarz auf Zusammensetzung der Flussigen Phase und der festen Anteils von Zementsuspension. Wissenschaftlice Zeitschrift HAB. Weimar, 1987. V. 33. No. 5/6. P. 270.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.