vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2020-22-3-112-118vestniktgasu-812Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSВлияние некондиционных частиц на матрицу бетонной системыInfluence of non-standard particles on the concrete system matrixШеховцовВ. В.ShekhovtsovV. V.

Шеховцов Валентин Валерьевич, ст. преподаватель

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Valentin V. Shekhovtsov, Senior Lecturer

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

shehovcov2010@yandex.ruСкрипниковаН. К.SkripnikovaN. K.

Скрипникова Нелли Карповна, докт. техн. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Nelli K. Skripnikova, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

nks2003@mail.ruВолокитинГ. Г.VolokitinG. G.

Волокитин Геннадий Георгиевич, докт. техн. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Gennady G. Volokitin, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

vgg-tomsk@mail.ruВолокитинО. Г.VolokitinO. G.

Волокитин Олег Геннадьевич, докт. техн. наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Oleg G. Volokitin, DSc, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

volokitin_oleg@mail.ruСеменовыхМ. А.SemenovykhM. A.

Семеновых Марк Андреевич, аспирант

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Mark A. Semenovykh, Research Assistant

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

markik90@gmail.comВласовВ. А.VlasovV. A.

Власов Виктор Алексеевич, докт. физ.-мат. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Viktor A. Vlasov, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

rector@tsuab.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202029062020223112118Copyright © Шеховцов В.В., Скрипникова Н.К., Волокитин Г.Г., Волокитин О.Г., Семеновых М.А., Власов В.А., 20202020Шеховцов В.В., Скрипникова Н.К., Волокитин Г.Г., Волокитин О.Г., Семеновых М.А., Власов В.А.Shekhovtsov V.V., Skripnikova N.K., Volokitin G.G., Volokitin O.G., Semenovykh M.A., Vlasov V.A.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/812

В настоящей работе представлены результаты исследования о влиянии некондиционных частиц на матрицу бетонной системы. Установлено, что в бетонных дисперсных системах происходит возникновение и развитие пространственных структурных каркасов с различной степенью заполнения их некондиционными частицами. Введение некондиционных частиц в состав матрицы бетонной системы приводит к формированию прочных структурных связей за счет контактирования частиц через адсорбционные и диффузионные слои, образованные в процессе формирования субмикрокристаллического гелия, обтекаемого новообразованными дисперсными областями (C-S-H). Верификация становления структурных связей в матрице бетонной системы осуществлялась с использованием сканирующей электронной микроскопии.

This paper describes the influence of non-standard particles on the matrix of the concrete system. It is found that in the concrete dispersion systems, the formation and development of the spatial structures occurs with the different degree of their occupation with non-standard particles. The introduction of non-standard particles in the concrete matrix leads to the formation of strong structural bonds due to the particle interaction through the adsorption and diffusion layers. The latter appear during the formation of sub-microcrystalline helium surrounded by newly formed dispersion regions (C-S-H). The scanning electron microscopy is used to verify the formation of the structural bonds in the concrete system matrix.

матрица бетонанекондиционные частицыструктурообразованиекапиллярно-пористые и дисперсные системыгидросиликатыconcrete matrixnon-standard particlesstructure formationcapillary-porous systemsdispersion systemshydrated silicatesРабота выполнена при поддержке государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ FEMN-2020-0004.ReferencesKarim M.R., Hossain M.M., Manjur A.E., Mohd Zain M.F. Effects of source materials, fineness and curing methods on the strength development of alkali-activated binder // Journal of Building Engineering. 2020. V. 29. P. 101147.Karim M.R., Hossain M.M., Manjur A.E., Mohd Zain M.F. Effects of source materials, fineness and curing methods on the strength development of alkali-activated binder. Journal of Building Engineering. 2020. V. 29. P. 101147.Oderji S.Y., Chen B., Shakya C., et. al. Influence of superplasticizers and retarders on the workability and strength of one-part alkali-activated fly ash/slag binders cured at room temperature // Construction and Building Materials. 2019. V. 229. P. 116891.Oderji S.Y., Chen B., Shakya C., et. al. Influence of superplasticizers and retarders on the workability and strength of one-part alkali-activated fly ash/slag binders cured at room temperature. Construction and Building Materials. 2019. V. 229. P. 116891.Велданов В.А., Даурских А.Ю., Дудик Д.Е. и др. Экспериментальные и теоретические исследования влияния механических свойств бетона и бетонных конструкций на характер их деформирования при проникании скоростного ударника // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 7-3. С. 26–28.Veldanov V.A., Daurskikh A.Yu., Dudik D.Ye., et al. Eksperimental'nyye i teoreticheskiye issledovaniya vliyaniya mekhanicheskikh svoystv betona i betonnykh konstruktsiy na kharakter ikh deformirovaniya pri pronikanii skorostnogo udarnika [Mechanical properties of concrete and concrete structures after deformation by high-speed hammer]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Fizika. 2013. V. 56. No. 7/3. Рр. 26–28. (rus)Юдин А.С., Кузнецова Н.С., Иванов Н.А., Лопатин В.В. Влияние характеристик канала капиллярного разряда при шпуровом отколе от массива бетона // Известия высших учебных заведений. Физика. 2014. Т. 57. № 3/3. С. 272–275.Yudin A.S., Kuznetsova N.S., Ivanov N.A., Lopatin V.V. Vliyaniye kharakteristik kanala kapillyarnogo razryada pri shpurovom otkole ot massiva betona [Characteristics of capillary discharge channel affecting blasthole-induced concrete array flushing]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Fizika. 2014. V. 57. No. 3/3. Рр. 272–275. (rus)Лотов В.А., Сударев Е.А., Кутугин В.А. Физико-химические процессы при активации цементно-песчаной смеси в центробежном смесителе // Известия высших учебных заведений. Физика. 2011. Т. 54. № 11/3. С. 346–349.Lotov V.A., Sudarev Ye.A., Kutugin V.A. Fiziko-khimicheskiye protsessy pri aktivatsii tsementno-peschanoy smesi v tsentrobezhnom smesitele [Physicochemical processes in activation of cement-sand mixture in centrifugal mixer]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Fizika. 2011. V. 54. No. 11/3. Рр. 346–349. (rus)Krasilin A.A., Panchuk V.V., Semenov V.G., Gusarov V.V. Formation of variable-composition iron(III) hydrosilicates with the сhrysotile structure // Russian Journal of General Chemistry. 2016. V. 86. № 12. P. 2581–2588.Krasilin A.A., Panchuk V.V., Semenov V.G., Gusarov V.V. Formation of variable-composition iron(III) hydrosilicates with the сhrysotile structure. Russian Journal of General Chemistry. 2016. V. 86. No. 12. P. 2581–2588.Skripnikova N.K., Potekaev A.I., Shekhovtsov V.V., et. al. Carbon-containing technogenic raw materials in ceramic product production // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 696. № 1. P. 012016.Skripnikova N.K., Potekaev A.I., Shekhovtsov V.V., et. al. Carbon-containing technogenic raw materials in ceramic product production. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 696. No. 1. P. 012016.Torosyan V.F., Zeng X., Torosyan E.S., Lazareva A.N., Tesleva E.P. Formation and utilization of recyclable wastes at engineering enterprise // Materials Science Forum. 2018. V. 927 MSF. P. 195–200.Torosyan V.F., Zeng X., Torosyan E.S., Lazareva A.N., Tesleva E.P. Formation and utilization of recyclable wastes at engineering enterprise. Materials Science Forum. 2018. V. 927 MSF. P. 195–200.Химич Т.С., Матвеев С.А., Кадисов Г.М., Уткин В.А. Использование отхода производства керамической пыли в качестве заполнителя в цементобетонных смесях // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2019. T. 726. № 6. С. 18–23.Khimich T.S., Matveyev S.A., Kadisov G.M., Utkin V.A. Ispol'zovaniye otkhoda proizvodstva keramicheskoy pyli v kachestve zapolnitelya v tsementobetonnykh smesyakh [The use of tile dust production waste as a concrete mix aggregate]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel'stvo. 2019. V. 726. No. 6. Рр. 18–23. (rus)Пичугин А.П., Денисов А.С., Хританков В.Ф., Пименов Е.Г. Роль микроармирования в обеспечении эксплуатационных характеристик крупнопористого легкого бетона // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2016. T. 696. № 12. С. 5–15.Pichugin A.P., Denisov A.S., Khritankov V.F., Pimenov Ye.G. Rol' mikroarmirovaniya v obespechenii ekspluatatsionnykh kharakteristik krupnoporistogo legkogo betona [Micro-reinforcement in lightweight popcorn concrete performance]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel'stvo. 2016. V. 696. No. 12. Рр. 5–15. (rus)Devasahayam S. Utilization and recycling of end of life plastics for sustainable and clean industrial processes including the iron and steel industry // Sustainable Materials and Technologies. 2019. V. 22. P. 00119.Devasahayam S. Utilization and recycling of end of life plastics for sustainable and clean industrial processes including the iron and steel industry. Sustainable Materials and Technologies. 2019. V. 22. P. 00119.Meshalkin V.P., Puchkov A.Y., Dli M.I., Bobkov V.I. Generalized Model for Engineering and Controlling a Complex Multistage Chemical Energotechnological System for Processing Apatite-Nepheline Ore Wastes // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2019. V. 53. № 4. P. 463–471.Meshalkin V.P., Puchkov A.Y., Dli M.I., Bobkov V.I. Generalized model for engineering and controlling a complex multistage chemical energotechnological system for processing apatitenepheline ore wastes. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2019. V. 53. No. 4. Pp. 463–471.Dikhanbaev B., Dikhanbaev A.B., Sultan I., Rusowicz A. Development of hydrogen-enriched water gas production technology by processing Ekibastuz coal with technogenic waste // Archive of Mechanical Engineering. 2018. V. 65. № 2. P. 221–231.Dikhanbaev B., Dikhanbaev A.B., Sultan I., Rusowicz A. Development of hydrogen-enriched water gas production technology by processing Ekibastuz coal with technogenic waste. Archive of Mechanical Engineering. 2018. V. 65. No. 2. Pp. 221–231.Гарькина И.А., Данилов А.М., Королев Е.В. Когнитивное моделирование при синтезе композиционных материалов как сложных систем // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. T. 603/604. № 3/4. С. 30–37.Gar'kina I.A., Danilov A.M., Korolev Ye.V. Kognitivnoye modelirovaniye pri sinteze kompozitsionnykh materialov kak slozhnykh sistem [Cognitive modelling in synthesis of composite materials as complex systems]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel'stvo. 2009. V. 603/604. No. 3/4. Рр. 30–37. (rus)Игнатова О.А., Макарова Н.В. Влияние ультрадисперсной добавки сажевого пигмента на свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. T. 707/708. № 11/12. С. 31–41.Ignatova O.A., Makarova N.V. Vliyaniye ul'tradispersnoy dobavki sazhevogo pigmenta na svoystva gipsotsementno-putstsolanovogo vyazhushchego [Effect of ultra-dispersed soot pigment on properties of gypsum cement pozzolanic binder]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel'stvo. 2017. V. 707/708. No. 11/12. Pp. 31–41. (rus)John V.M., Quattrone M., Abrão P.C.R.A., Cardoso F.A. Rethinking cement standards: Opportunities for a better future // Cement and Concrete Research. 2019. V. 124. P. 105832.John V.M., Quattrone M., Abrão P.C.R.A., Cardoso F.A. Rethinking cement standards: Opportunities for a better future. Cement and Concrete Research. 2019. V. 124. P. 105832.Скрипникова Н.К., Шеховцов В.В., Григоревская Д.К., Семеновых М.А., Юрьев И.Ю. Мелкозернистый бетон с использованием отходов металлургии // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. Т. 21. № 2. С. 185−191.Skripnikova N.K., Shekhovtsov V.V., Grigorevskaya D.K., Semenovykh M.A., Yur'ev I.Y. Melkozernistyy beton s ispol'zovaniyem otkhodov metallurgii [Small-grain concrete based on metallurgy waste]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Journal of Construction and Architecture. 2019. V. 21. No. 2. Рр. 185−191. (rus)Власов В.А., Скрипникова Н.К., Шеховцов В.В., Семеновых М.А., Волокитин О.Г., Волокитин Г.Г. Особенности формирования цементного клинкера в условиях низкотемпературной плазмы // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2019. № 11 (731). С. 24−32.Vlasov V.A., Skripnikova N.K., Shekhovtsov V.V., Semenovykh M.A., Volokitin O.G., Volokitin G.G. Osobennosti formirovaniya tsementnogo klinkera v usloviyakh nizkotemperaturnoy plazmy [Cement clinker formation by low-temperature plasma]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel'stvo. 2019. No. 11 (731). Рр. 24−32. (rus)Волокитин О.Г., Шеховцов В.В. Перспективы использования низкотемпературной плазмы в строительстве и архитектуре // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 3. С. 324−327.Volokitin O.G., Shekhovtsov V.V. Perspektivy ispol'zovaniya nizkotemperaturnoy plazmy v stroitel'stve i arkhitekture [Prospects for using low-temperature plasma in construction and architecture]. Fizika i khimiya stekla. 2018. V. 44. No. 3. Рр. 324−327. (rus)

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