Research of the Sulphate Resistance of Cement-Sand Grouts Containing Silica-Fume and Carbon Nano-Tubes Additives Under Low Temperature Conditions

Authors

  • A. N. Gumenyuk Kalashnikov ISTU
  • T. N. Ivanova Kalashnikov ISTU
  • D. V. Agaev Kalashnikov ISTU
  • P. A. Taibakhtina Kalashnikov ISTU
  • V. V. Turchin Kalashnikov ISTU
  • S. V. Sychugov Kalashnikov ISTU
  • L. V. Yudina Kalashnikov ISTU

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2017-1-99-104

Keywords:

corrosion resistance, silica-fume, carbon nanotubes, grouts

Abstract

He influence of carbon nanotubes and silica-fume to the sulphate resistance of cement-sand grouts under the standard (20 °C) and low temperature (≤5 °C) conditions is investigated. It has been established that at the age of 30 days the additive of carbon nanotubes “Fulvec 100” with silica-fume “SF-85” allows for keeping the corrosion resistance of cement-sand grout within aggressive media at standard and low temperature conditions. Silica-fume absorbs the calcium hydroxide as a result of hydration process of cement solid solutions and carbon nanotubes create the “reinforcing” effect. This is a mechanism of complex additive action. Silica-fume excludes the formation of prime ettringite and provides the formation of C-S-H (I) phases. It has been confirmed with IR analysis. Carbon nanotubes fill the pore spaces acting as centers of crystal formation with the C-S-H (I) phases absorbed on their surfaces. The additives increase the density of the cement stone, and the check samples are not destructed in aggressive media. The optimal concentrations of silica-fume and carbon nanotubes in formation of grout are 0.05 and 0.0025 weight per volume accordingly. The addition of silica fume boosts the technological properties of grout, such as the composition homogeneity and it excludes the demixture of mortar at keeping the required consistency.

Author Biographies

A. N. Gumenyuk, Kalashnikov ISTU

Student

T. N. Ivanova, Kalashnikov ISTU

Master’s Degree Student

D. V. Agaev, Kalashnikov ISTU

Master’s Degree Student

P. A. Taibakhtina, Kalashnikov ISTU

Master’s Degree Student

V. V. Turchin, Kalashnikov ISTU

PhD in Engineering, Associate Professor

S. V. Sychugov, Kalashnikov ISTU

PhD in Engineering, Associate Professor

L. V. Yudina, Kalashnikov ISTU

PhD in Engineering, Professor

References

Батяновский Э. И., Голубев Н. М., Бабицкий В. В. и др. Технология и методы зимнего монолитного и приобъектного бетонирования : учеб. пособие. - М. : Изд-во АСВ, 2009. - 232 с.

Головнев С. Г., Красный Ю. М., Красный Д. Ю. Производство работ в зимних условиях. Обеспечение качества и эффективность : учеб. пособие. - М. : Инфра-Инженерия, 2012. - 336 с.

Ахведов И. Н. Основы физики бетона. - М. : Стройиздат, 1981. - 464 с. : ил.

Миронов С. А. Теория и методы зимнего бетонирования. - М. : Стройиздат, 1975. - 700 с.

Mehta P. K. Sulfate attack on concrete - A critical review // Materials Science of Concrete III, American Ceramic Society, Westerwille, OH, 1993. - P. 105-130.

Stark J., Wicht B. Dauerhaftigkeit von Beton: Der Baustoff als Werkstoff / F.A. Finger-Institut für Baustoffkunde der Bauhaus-Universität, Weimar. - Basel; Boston; Berlin: Birkhäuser, 2001. - 340 p.

Штарк Й., Вихт Б. Долговечность бетона. - 1-е изд-е / пер. с нем. РИА Квинтет. - 2004. - 295 с.

Федосов С. В., Базанов С. М. Сульфатная коррозия бетона. - М. : Изд-во АСВ, 2003. - 193 с.

Соколович В. Е. О сульфатостойкости тампонажных растворов // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1986. - № 5. - С. 21-24.

Турчин В. В., Юдина Л. В., Ибатуллина А. Р. и др. Повышение сульфатостойкости цементосодержащих композиций вследствие кристаллизации нанофаз // Интеллектуальные системы в производстве. - 2012. - № 2 (20). - С. 173-180.

Горшков В. С., Савельев В. Г., Абакумов А. В. Вяжущие, керамика и стеклокристаллические материалы: Структура и свойства: справочное пособие. - М. : Стройиздат, 1994. - 584 с.

Штарк Й., Вихт Б. Долговечность бетона. - 1-е изд-е / пер. с нем. РИА Квинтет. - 2004. - 295 с.

Рояк Г. С., Грановская, И. В., Тарасова, А. Ю. и др. Бетон для транспортного строительства // ALITinform: Цемент. Бетон. - Сухие смеси. - 2010. - № 4-5 (16). - С. 46-3.

Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. - М. : АСВ, 1998. - 701 с.

Турчин В. В., Юдина Л. В., Ибатуллина А. Р. и др. Повышение сульфатостойкости цементосодержащих композиций вследствие кристаллизации нанофаз // Интеллектуальные системы в производстве. - 2012. - № 2 (20). - С. 173-180.

Горшков В. С., Савельев В. Г., Абакумов А. В. Вяжущие, керамика и стеклокристаллические материалы: Структура и свойства: справочное пособие. - М. : Стройиздат, 1994. - 584 с.

Sanchez F., Sobolev K. Nanotechnology in concrete? A review // Construction & building materials. - 2010. - № 24. - Р. 2060-2071.

Горшков В. С., Савельев В. Г., Абакумов А. В. Вяжущие, керамика и стеклокристаллические материалы: Структура и свойства: справочное пособие. - М. : Стройиздат, 1994. - 584 с.

Published

15.03.2017

How to Cite

Gumenyuk А. Н., Ivanova Т. Н., Agaev Д. В., Taibakhtina П. А., Turchin В. В., Sychugov С. В., & Yudina Л. В. (2017). Research of the Sulphate Resistance of Cement-Sand Grouts Containing Silica-Fume and Carbon Nano-Tubes Additives Under Low Temperature Conditions. Intellekt. Sist. Proizv., 15(1), 99–104. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2017-1-99-104

Issue

Section

Earth sciences