Введение.
В настоящее время в качестве вяжущего вещества для получения бетонов применяется портландцемент, мировое производство которого формирует порядка 10 % общего выброса углекислого газа в атмосферу. Перспективна частичная или полная замена портландцемента новыми бесцементными вяжущими веществами, для получения которых могут быть использованы многотоннажные техногенные отходы, обладающие цементирующим действием, например, тонкоизмельченный доменный шлак (ДШ), зола уноса (ЗУ) ТЭС и зола, образующаяся при сжигании рисовой шелухи (ЗРШ). В качестве активатора схватывания и твердения таких вяжущих выступают водные щелочные растворы (NaOH и Na2SiO3 или KOH и K2SiO3), а для регулировки сроков схватывания - двуводный гипс. Бетон, получаемый на основе новых бесцементных вяжущих, называется геополимерный бетон.
Материалы и методы.
С целью снижения расхода воды затворения при сохранении требуемой удобоукладываемости мелкозернистой бетонной смеси в ее состав вводился поликарбоксилатный суперпластификатор. Все сырьевые компоненты за исключением суперпластификатора местного для Вьетнама происхождения. Применялись следующие методы исследований: состав геополимерной бетонной смеси рассчитывали по методу абсолютных объемов, удобоукладываемость бетонной смеси определяли по ASTM C1611-18 и TCVN 3106:2007, прочность бетонов на сжатие и растяжение при изгибе - по ГОСТ 10180-2012, среднюю плотность бетона - по ГОСТ 12730.1-78.
Результаты.
Разработан состав геополимерного бетона на щелочном бесцементном вяжущем, обладающий в результате тепловой обработки в течение шести часов при температуре 100 °С в возрасте 28 суток прочностью на сжатие порядка 60 МПа, который можно использовать в условиях жаркого и влажного климата Вьетнама.
Выводы.
Разработанный бесцементный бетон также обладает высокой водонепроницаемостью и низким водопоглощением. Такой бетон экономичен, и его производство будет способствовать охране окружающей среды за счет экономии природных ресурсов и возможности использования многотоннажных техногенных отходов.
Introduction.
Currently, in all countries, Portland cement is used as a binder in the production of concrete, and its global production accounts for 10 % of the total carbon dioxide emitted into the atmosphere. Therefore, Portland cement can be partially or fully replaced by new cement-free binders, made of large-tonnage technogenic waste with a cementing effect, for example, by finely ground blast furnace slag, fly ash generated by thermal power plants and ash formed during the combustion of rice hulls. Aqueous alkaline solutions (NaOH and Na2SiO3 or KOH and K2SiO3) should be used as activators of setting and hardening of such binders, and calcium sulfate dihydrate can be used to adjust the setting time. Concrete containing new cement-free binders is called geopolymer concrete.
Materials and methods.
In order to reduce mixing water consumption and maintain the required workability of the fine-grained concrete mixture, a polycarboxylate superplasticizer was introduced into its composition. All raw materials, except for the superplasticizer, were of the Vietnamese origin. The following research methods were used: the composition of the geopolymer concrete mixture was analyzed using the absolute volume method, the workability of the concrete mixture was determined according to ASTM C1611-18 и TCVN 3106:2007, compressive and tensile strength of the concrete, subjected to bending, were tested pursuant to GOST 10180-2012, and the average density of concrete was tested according to GOST 12730.1-78.
Results.
The co-authors have developed the composition of the geopolymer concrete containing the alkaline cement-free binder. As a result of the heat treatment of the 28-days-old concrete for 6 hours at 100 °C, its compressive strength reaches about 60 MPa; hence, it can be used in the hot and humid climate of Vietnam.
Conclusions.
This cement-free concrete, in addition to its high strength, has good water resistance and low water absorption. This concrete has economic benefits, and its production will help to protect the environment due to the lower consumption of natural resources and the applicability of large-tonnage technogenic waste.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.