Conference Paper

ВЫСОКО ЭФФЕКТИВНЫЕ СУЛЬФАТОСТОЙКИЕ ЦЕМЕНТЫ С 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ 
ПРОМЫШЛЕННОСТИ 
*
 Мухамедбаева З.А.,
 *
 Чориева И.А., 
**
 Адинаев Х.А. 
*
Ташкентский химико-технологический институт, 
**
Термезский филиал Ташкентского государственного технического 
университета имени Ислама Каримова
г.Ташкент, Республика Узбекистан 
В настоящее время на мировом уровне ведутся научные исследования по 
разработке ингредиентов и составов, улучшающих строительно-технические свойства 
цемента, созданию высокоэффективных энерго- и ресурсосберегающих технологий, 
улучшению их эксплуатационных показателей. Развиты существующие научные 
основы получения высокоэффективных сульфатостойких цементов с использованием 
вторичных ресурсов различных отраслей промышленности. Использованию побочных 
продуктов и отходов различных отраслей промышленности в производстве цемента, 
посвящены исследования многих отечественных и зарубежных исследователей: 
В.М.Москвина, П.П.Будникова, Ю.М.Бутта, А.В.Волженского, В.В.Тимашева, 
А.А.Пащенко, В.Дуда, С.М.Рояк, М.М.Сычева, Н.Ф.Федорова, Л.Г.Шпыновой, 
Х.Тейлор, В.Эйтель, И.С.Канцепольского, Т.А.Атакузиева, Т.В. Кузнецовой, 
В.К.Классени многих других [1-3]. 
Высокая минерализованность поверхностных и подпочвенных вод ряда районов 
нашей страны всегда требовала для строительства гидротехнических и ирригационных 
сооружений коррозионно-стойких портландцементов. Поэтому изучение процессов 
коррозии цементного камня и разработка методов борьбы с ней является одним из 
приоритетных направлений в исследованиях ученых в этой области. В результате 
проведенных исследований создана физико-химическая основа новой прогрессивной 
энергосбергающей технологии производства высокоэффективных сульфатостойких 
цементов с использованием отходов. металлургических производств, рассмотрены 
вопросы об особенностях формирования гидратных фаз в силикатном материале.
 
Объектами исследованияявляются свинцово-медные флотоотходы Алмалыкского 
горно-металлургического 
комбината 
и 
бездобавочные 
портландцементы 
Ахангаранского, Бекабадского и Кувасайского цементных заводов. 
Добавки МОФ и СОФ дали возможность повысить как механическую прочность 
образцов бездобавочного Ахангаранского цемента, так и, водостойкость и 

---

Техник ва технологик фанлар со
ҳ
аларининг инновацион масалалари. ТДТУ ТФ 2020 
137 
солестойкость его в агрессивных растворах и получить высокопрочный 
сульфатостойкий портландцемент. Повышение солестойкости связано с изменением 
минералогического состава цементов в сторону уменьшения содержания С
3
А и 
снижения основности клинкера. Введение добавок снижает содержание С
3
А с 9-10% 
до 2-3%, основность цемента до 0,84-0,86 что соответствует требованиям к 
сульфатостойким цементам. 
Комплексными 
физико-химическими 
методами 
исследования 
выявили 
особенности процесса гидратации, фазо- и структурообразования при твердении 
портландцементов с добавками СОФ и МОФ. Было установлено, что присутствие 
добавок СОФ и МОФ повышает гидратационную активность портландцементов, о чем 
свидетельствовало увеличение количества связанной воды и снижение содержания 
гидроксида кальция, накапливаемого в цементном камне. Увеличение связывания воды 
и Са(ОН)
2
находится в прямой зависимости от добавок. 
Различного рода добавки, вводимые в цемент, можно рассматривать как примеси, 
которые изменяют ход кристаллизации новообразований, фазовый состав и структуру 
цементного камня.В связи с этим определённый научный и практический интерес 
представлял вопрос формирования фазового состава цементного камня с 
использованием добавок СОФ и МОФ. Дифрактограммы образцов портландцемента 
Бекабадского цементного завода с и без добавок СОФ и МОФ, гидратированных в воде 
и сульфатных растворах натрия и магния обнаруживают следующие изменения. 
Дифрактограммы образцов бездобавочного матричного цемента воздушного 
твердения, с добавками СОФ и МОФ представлены в основном одинаковыми 
новообразованиями. Гидросиликаты кальция представлены линиями СSН (В) с 
d=0,302; 0,277; 0,182 нм., о повышении основности гидросиликатов свидетельствует 
также меньшая интенсивность линий гидроксида кальция с d=0,490; 0,261; 0,192; 0,179 
нм., образующийся при гидратации силикатов кальция. Процесс гидратации в 
присутствии СОФ и МОФ интенсифицируется, больше идет образование 
низкоосновных гидросиликатов кальция и гидроалюмината шестивалентного состава с 
d=0,334; 0,308 нм. С увеличением срока твердения дифракционные максимумы более 
размыты, кристаллических фаз меньше, в основном преобладают рентгеноаморфные 
соединения. На всех фрагментах рентгенограмм образцов, твердевших в воде и 
сульфатных средах было обнаружены идентифицирующие межплоскостные 
расстояния, характерные для соединений СSН (В) (d=0,302 нм), гидроалюминатов 
разных форм (d=0,334 нм), гидроксида кальция (d=0,490 нм). Рентгенограммы образцов 
сульфатного твердения более интенсифицированы, наряду с этим появляются много 
мелких новых кристаллических характеристик с d=0,434; 0,555; 0,387; 0,359; 0,204; 
0,178 нм. При введении СОФ появляются новый гидратные соединения с d=0,555; 
0,937 нм., характерные для соединений сульфоалюмината кальция трехсульфатной 
формы. Характер и изменение интенсивности межплоскостных расстояний на 
рентгенограммах соответствуют их заданному минералогическому составу. 
Появляются линии гидроалюмината кальция с d=0,780; 0,335; 0,302; 0,260; 0,216 нм., 
С
2
SН (А)-d=0,227; 0,192 нм., СSН (В)-d=0,327; 0,182 нм., гидросульфоалюмината 
кальция с d=0,760; 0,560; 0,388; 0,276; 0,259; 0,222 нм. 
Проведенные физико-химические исследования показали, что на ранней стадии 
твердения цементов с добавками СОФ и МОФ упрочнение структуры происходит 
вследствие гидролиза и гидратации клинкерных минералов. При дальнейшем 
твердении в период формирования вторичной гидросиликато – гидроалюмосиликатной 
структуры большую роль играют реакции взаимодействия выделяющего при 
гидратации Са(ОН)
2
с гидрооксидами кремния и алюминия вводимых добавок. В конце 
процесс твердения опять носит гидросиликатный характер. 
В целях поиска экспериментальных подтверждений рентгенофазового анализа 
предположений были изучены ИК-спектр разработанных составов. Интерпретацию ИК 

---

Техник ва технологик фанлар со
ҳ
аларининг инновацион масалалари. ТДТУ ТФ 2020 
138 
спектров проводили, основываясь на данных работ [2-3]. Основная полоса поглощения 
добавок СОФ и МОФ, обусловленная валентными колебаниями атомов в 
алюмокремнеземном каркасе, имеет максимум около 1000, большая ширина этой 
полосы и ее не слишком четко выраженный максимум указывают на то, что структура 
добавок аморфизована. Имеют существенные различия на ИК – спектрах составов с 
добавками МОФ и СОФ наблюдается увеличение деформационных колебаний 
гидроксильных групп ОН- при частоте 1475,56 кроме того увеличивается количество 
связанной воды при частоте 1785,62 При СОФ 1481,82 и 1784,17, что подтверждает 
образование новых фаз гидросиликатов кальция. Снижаются деформационные 
колебания в силикатах ( связь Si-O) при частоте 655,80 и 643,27, что вызвано 
действием добавки МОФ и СОФ , который связывает образующийся в результате 
гидратации твердых растворов цемента гидроксида кальция… Данное положение 
подтверждено авторами [3]. 
Механизм действия добавок заключается в том, что добавки СОФ и МОФ ввиду 
своей высокой пуццолановой активности связывает образующийся гидроксид кальция, 
исключая условия образования первичного эттрингита, поры между ними заполняются 
продуктами гидратации. Происходит повышение средней плотности образцов, которые 
сохраняют прочность после испытаний в агрессивной среде. У образцов этого состава 
повышается коррозионная стойкость. Таким образом, введение вышеперечисленных 
добавок приводит к повышению сульфатостойкости исследованных цементов и 
позволяет улучшить физико-механические свойства сульфатостойких растворов.