Прогнозируемая прочность цементного камня с добавкой нанодисперсного кремнезема

Abstract

Исследование направлено на оценку влияния наночастиц кремнезема в качестве добавок в цементные системы на их механические свойства и прогнозируемую прочность в отдаленный период. Использование наночастиц кремнезема (SiO₂) характеризуется их высокой удельной поверхностной площадью, значительной реакционной способностью и потенциалом улучшения структурных параметров цементного камня. Интеграция этих наночастиц в цементный камень вызывает изменение его физико-химических свойств, что в конечном итоге сказывается на прочностных и долговечных характеристиках материала. Наночастицы SiO₂ заполняют поровое пространство и микротрещины в цементном камне, что приводит к более плотной структуре. Они способствуют более глубокой гидратации цемента, ускоряя реакцию образования гидратных фаз, таких как C-S-H (кальций-силикат-гидрат), которые являются основными составляющими, придающими цементному камню прочность. Данные показывают, что добавки наночастиц кремнезема приводят к уменьшению коэффициента торможения и увеличению коэффициента гидратации цемента. Прогнозируемая прочность всех исследуемых составов достигает максимальных значений к 400 суткам, с наибольшей интенсивностью процессов в первые 50 суток. Добавка нанодисперсного кремнезема обеспечивает рост прочности цементного камня на 29 %. Повышенный коэффициент гидратации свидетельствует о более интенсивных взаимодействиях между компонентами цемента и водой, что способствует образованию более прочной и долговечной структуры материала. Результаты указывают на потенциальное применение наночастиц кремнезема для улучшения механических свойств цементных систем и повышения эффективности конструкций.