Smart composite in construction Smart composite in construction Умные композиты в строительстве 2782-1919 88887 10.52957/2782-1919-2024-5-3-19-30 Строительные материалы и изделия Construction materials and products Строительные материалы и изделия Application of experimental-statistical modelling for heat treatment of polymineral clays introduced into cement composites Применение экспериментально-статистического моделирования процесса термообработки полиминеральных глин, вводимых в цементные композиты Низина Татьяна Анатольевна Nizina Tatyana Anatolevna nizinata@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Володин Владимир Владимирович Volodin Vladimir Vladimirovich volodinvv1994@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Матякубов Хасан Бахрамович Matyakubov Khasan Bahramovich abakan_94h@mail.ru Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П.Огарева Ogarev Mordovia State University 24 09 2024 24 09 2024 5 3 19 30 12 07 2024 05 09 2024 https://chemintech.ru/en/nauka/article/88887/view

Представлен способ получения активной минеральной добавки путем обжига полиминеральной глины. Показана возможность получения цементных композитов с повышенными прочностными характеристиками как за счет введения глинистой добавки, так и за счет оптимизации режима обжига глины. С использованием методов экспериментально статистического моделирования определен рациональный режим обжига глины при разработке активной минеральной добавки, вводимой в цементные композиты.

The article presents a method of producing an active mineral additive by firing polymineral clay. The authors show the possibility of obtaining cement composites with increased strength characteristics both due to the introduction of clay additive and due to the optimisation of the clay firing conditions. The authors used experimental and statistical modelling techniques to determine the appropriate clay firing conditions to produce an active mineral additive for cement composites.

 полиминеральная глина активная минеральная добавка цементные композиты экспериментально-статистическое моделирование скаляризация polymineral clay active mineral additive cement composites experimental-statistical modelling scalarisation

Хозин В.Г., Хохряков О.В., Сибгатуллин И.Р. «Карбонатные» цементы низкой водопотребности. М.: Изд. АСВ. 2021. 366 с. Khozin, V.G., Khokhryakov, O.V. and Sibgatullin, I.R. (2021), «Karbonatnye» cementy nizkoj vodopotrebnosti [‘Carbonate’ cements of low water consumption]. Izd. ASV., Moscow, Russia. Баженов Ю.М., Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Конструирование структур современных бетонов: определяющие принципы и технологические платформы // Строительные материалы. 2014. № 3. С. 6-14. Bazhenov, J.M., Chernyshov, E.M. and Korotkikh, D.N. (2014), "Designing of modern concrete structures: determining principles and technological platforms", Stroitel'nye materialy [Construction materials], no. 3, pp. 6 14 (in Russian). Каприелов С.С., Батраков В.Г., Шейнфельд А.В. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива // Бетон и железобетон. 1999. №6. С. 6-10. Kaprielov, S.S., Batrakov, V.G. and Sheinfeld A.V. (1999), "Modified concretes of new generation: reality and prospect", Beton i zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete], no. 6, pp. 6-10 (in Russian). Давидюк А.Н. Бетон в строительстве – Новые вызовы и перспективы // Вестник НИЦ. Строительство. 2017. №12. С. 5-13. Davidyuk, A.N. (2017), Concrete construction - New challenges and prospects, Vestnik NIC. Stroitel'stvo [Bulletin of SIC. Construction], no. 12, pp. 5-13 (in Russian). Kalashnikov V.I., Tarakanov O.V., Kusnetsov Y.S, Volodin V.M., Belyakova E.A. Next generation concrete on the basis of fine-grained dry powder mixes // Magaz. Civ. Eng. 2012. № 8(34). рр. 47-53. Kalashnikov, V.I., Tarakanov, O.V., Kusnetsov, Y.S, Volodin, V.M. and Belyakova E.A. (2012), "Next generation concrete on the basis of fine-grained dry powder mixes", Magaz. Civ. Eng., no. 8 (34), pp. 47-53. Низина Т.А., Балыков А.С., Коровкин Д.И., Володин С.В, Володин В.В. Влияние комплексных модификаторов на основе поликарбоксилатного суперпластификатора и минеральных добавок различного состава на технологические и физико-механические свойства цементных систем // Регион. архитектура и строительство. 2022. № 1 (50). С. 28-36. Nizina, T.A., Balykov, A.S., Korovkin, D.I., Volodin, S.V. and Volodin, V.V. (2022), The effect of complex modifiers on the basis of polycarboxylate superplasticizer and mineral additives of different compositions on technological and physical-mechanical properties of cement systems, Region. arhitektura i stroitel'stvo [Regional architecture and engineering], no. 1 (50), pp. 28-36 (in Russian). Schulze S.E., Pierkes R., Rickert J. Optimization of cements with calcined clays as supplementary cementitious materials // Proc. XIV International Congress on the Chemistry of cement. Beijing, China. 2015. 693 p. Schulze, S.E., Pierkes, R. and Rickert, J. (2015), "Optimization of cements with calcined clays as supplementary cementitious materials", Proc. XIV International Congress on the Chemistry of cement. Beijing, China. 693 p. Castello L.R., Hernandes H.J.F., Scrivener K.L., Antonic M. Evolution of calcined clays soils as supplementary cementitious materials // Proceedings of a XII International Congress of the chemistry of cement. Instituto de Ciencias de la Construction «Eduardo torroja». Madrid. 2011. P. 117. Castello, L.R., Hernandes, H.J.F., Scrivener, K.L. and Antonic, M. (2011), "Evolution of calcined clays soils as supplementary cementitious materials", Proceedings of a XII International Congress of the chemistry of cement. Instituto de Ciencias de la Construction «Eduardo torroja». Madrid, p. 117. Fernandez R., Martizena F., Scrivener K.L. The origin of the pozzolanic activity of calcined clay minerals: A comparison be-tween kaolinite, illite and montmorrilonite // Cement and Concrete Research. 2011. № 41. P. 113-122. Fernandez, R., Martizena, F. and Scrivener, K.L. (2011), "The origin of the pozzolanic activity of calcined clay minerals: A comparison be-tween kaolinite, illite and montmorrilonite", Cement and Concrete Research, no. 41, pp. 113-122. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Гайфуллин А.Р. Влияние добавок в портландцемент прокаленной и молотой глины с содержанием 40% каолинита на прочность цементного камня // Academia. Архитектура и строительство. 2015. № 2. С. 131-133. Rahimov, R.Z., Rahimova, N.R. and Gaifullin, A.R. (2015), "The Influence of Addition of Calcined and Grinded Clay Containing 40% Kaolinite into Portland Cement on the Solidity of the Cement Stone". Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo [Academia. Architecture and Construction], no. 2, pp. 131-133 (in Russian). Гайфулин А.Р., Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р. Влияние добавок глинитов в портландцемент на прочность при сжатии цементного камня // Инж.-строительный журнал. 2015. № 7 (59). С. 66-73. Gaifulin A.R., Rakhimov R.Z., Rakhimova N.R. (2015), "The influence of clay additives in Portland cement on the compressive strength of the cement stone", Inzh.-stroitel'niy zhurnal [Magazine of Civil Engineering], no. 7 (59), pp. 66-73 (in Russian). Селяев В.П., Ямашкин А.А., Куприяшкина Л.И. Минерально-сырьевая база строительной отрасли Мордовии: практ. пособие. Ч. 1: Глины и суглинки. 2013. Саранск: Изд. Мордовского ун-та. 152 с. Selyaev V.P., Yamashkin A.A., Kupriyashkina L.I. (2013), Mineral'no-syr'evaya baza stroitel'noj otrasli Mordovii: prakt. posobie. Ch. 1: Gliny i suglinki. [Mineral and raw material base of the construction industry of Mordovia: practical manual. Part 1: Clays and loams], Izd. of Mordovian University, Saransk (in Russian). Balykov A.S., Nizina T.A., Volodin V.V., Kyashkin V.M. Effects of calcination temperature and time on the physical-chemical efficiency of thermally activated clays in cement systems // Mat. Sci. Forum. 2021. Vol. 1017. P. 61-70. Balykov, A.S., Nizina, T.A., Volodin, V.V. and Kyashkin, V.M. (2021), "Effects of calcination temperature and time on the physical-chemical efficiency of thermally activated clays in cement systems", Mat. Sci. Forum, Vol. 1017, pp. 61-70. Низина Т.А., Володин В.В., Балыков А.С. Влияние добавок на основе обожженной глины на прочность модифицированного цементного камня // Регион. архитектура и строительство. 2019. № 3 (40). С. 58-67. Nizina, T.A., Volodin, V.V. and Balykov, A.S. (2019), "Effect of additives based on burnt clay on the strength of modified cement stone", Region. arhitektura i stroitel'stvo [Region. architecture and construction], no. 3(40), pp. 58 67 (in Russian). Низина Т.А., Володин В.В., Балыков А.С., Коровкин Д.И. Оценка кинетики твердения цементного камня, модифицированного добавками термоактивированной глины и карбонатных пород // Регион. архитектура и строительство. 2021. № 1 (46). С. 86-94. Nizina, T.A., Volodin, V.V., Balykov, A.S. and Korovkin, D.I. (2021), "Evaluation of kinetics of hardening of cement stone modified with additives of thermally activated clay and carbonate rocks", Region. arhitektura i stroitel'stvo [Region. architecture and construction], no. 1 (46), pp. 86-94 (in Russian). Низина Т.А., Балыков А.С., Володин В.В. Влияние термоактивированных глин и карбонатных пород на фазовый состав и свойства модифицированного цементного камня // Изв. высш. учеб. заведений. Строительство. 2019. № 8 (728). С. 45-55. Nizina, T.A., Balykov, A.S. and Volodin, V.V. (2019), "Influence of thermoactivated clays and carbonate rocks on the phase composition and properties of modified cement stone", Izv. vyssh. ucheb. zavedenij. Stroitel'stvo [Proceedings of higher educational institutions. Construction], no. 8 (728), pp. 45-55 (in Russian). Низина Т.А., Володин В.В., Макридин Н.И., Тараканов О.В. Вязкость разрушения мелкозернистых бетонов, модифицированных минеральными добавками на основе термоактивированных глинистых и карбонатных пород // Умные композиты в строительстве. 2023. Т. 4, № 2. С. 43-54. Nizina, T.A, Volodin, V.V., Makridin, N.I. and Tarakanov, O.V. (2023), "Fracture toughness of fine-grained concretes modified with mineral additives based on thermally activated clay and carbonate rocks", Smart Composite in Construction, no. 4 (2), pp. 43-54 [online]. Available at: http://comincon.ru/index.php/tor/issue/view/v4n2_2023 (accessed 12.05.2024) (in Russian). Володин В.В., Низина Т.А. Анализ минерально-сырьевой базы Республики Мордовия, пригодной для производства активных минеральных добавок // Эксперт: теория и практика. 2023. № 1 (20). С. 59-62. Volodin, V.V. and Nizina, T.A. (2023), "Analysis of the mineral raw material base of the Republic of Mordovia suitable for the production of active mineral additives", Ekspert: teoriya i praktika [Expert: theory and practice], no. 1 (20), pp. 59-62 (in Russian). Ляшенко Т.В., Вознесенский В.А. Методология рецептурно-технологических полей в компьютерном строительном материаловедении. Одесса: Изд. Астропринт. 2017. 168 с. Lyashenko, T.V. and Voznesensky, V.A. (2017), Metodologiya recepturno-tekhnologicheskih polej v komp'yuternom stroitel'nom materialovedenii [Methodology of formulation-technological fields in computer construction materials science]. Izd. Astroprint, Odessa. Гарькина И.А., Данилов А.М., Прошин А.П. Математические методы в строительном материаловедении. Саратов: Изд. Саратов. ун-та. 2001. 188 с. Garkina, I.A., Danilov, A.M. and Proshin, A.P. (2001), Matematicheskie metody v stroitel'nom materialovedenii [Mathematical methods in building materials science], Izd. Saratov. un-ta, Saratov (in Russian).