Control Over the Reactivity of Aggregates and Mineral Additives in Portland Cement Compositions by Electron Beam and Heat Treatment

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effect of electron-beam treatment (EBT) and heat treatment (HT) of silica-based aggregates and mineral additives in Portland cement mortars on the intensity of alkali-silica reactions (ASRs) with their participation, which are dangerous for concrete structures, is studied. It is established that heating to a temperature of 900°C and the EBT of sand free of alkali-reactive inclusions, leads to a significant increase in the reactivity of cement-sand mortar mixtures, which increases with an increase in the absorbed dose and a corresponding increase in the content of acid hydroxyl groups on the sand surface. In the case of sand containing reactive inclusions of chalcedony, EBT leads to an increase in reactivity, and HT, to a decrease. Treatment of microsilica and metakaolin mineral additives capable of ASR inhibition leads to an increase in their inhibitory effect. The results obtained are promising for modeling the expansion of concrete as a result of ASR and increasing their resistance to fracture in alkaline media.

About the authors

A. S. Brykov

St. Petersburg State Technological Institute (Technical University)

Email: svmjakin@technolog.edu.ru
190013, St. Petersburg, Russia

S. V. Myakin

St. Petersburg State Technological Institute (Technical University)

Email: svmjakin@technolog.edu.ru
190013, St. Petersburg, Russia

M. M. Sychev

St. Petersburg State Technological Institute (Technical University); Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: svmjakin@technolog.edu.ru
190013, St. Petersburg, Russia; 199034, St. Petersburg, Russia

References

  1. Штарк И., Вихт Б. Долговечность бетона / Пер. с нем. Киев: Оранта, 2004. 301 с.
  2. ГОСТ 8269.0. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний.
  3. Брыков А.С. Цемент и его применение. 2009. № 5. С. 31–37.
  4. Swamy R.N. The alkali silica reaction in concrete // Blackie and Son Ltd. 1992. 336 p.
  5. Duchesne J., Berube M.-A. The effectiveness of supplementary cementing materials in suppressing expansion due to ASR: another look at reaction mechanisms: Part 1. Concrete expansion and portlandite depletion // Cem. Concr. Res. 1994. V. 24. № 1. P. 73–82.
  6. Chappex T., Scrivener K. Alkali fixation of C–S–H in blended cement pastes and its relation to alkali silica reaction // Cem. Concr. Res. 2012. V. 42. № 8. P. 1049–1054.
  7. Thomas M. The effect of supplementary cementing materials on alkali-silica reaction: a review // Cem. Concr. Res. 2011. V. 41. № 12. P. 1224–1231.
  8. Puhova I.V., Rubtsov K.V., Kurzina I.A., Kazakov A.V., Medovnik A.V. Modification of polymer materials by electron beam treatment // Key Engineering Materials. 2016. V. 670. P. 118–125.
  9. Abou Elmaaty T., Okubayashi S., Elsisi H., Abouelenin S. Electron beam irradiation treatment of textiles materials: a review // J. Polym. Res. 2022. V. 29. P. 117.
  10. Sychov M.M., Zakharova N.V., Mjakin S.V. Surface functional transformations in BaTiO3–CaSnO3 ceramics in the course of milling // Ceramics International. 2013. V. 39. P. 6821–6826.
  11. Сычев М.М., Минакова Т.С., Слижов Ю.Г., Шилова О.А. Кислотно-основные характеристики поверхности твердых тел и управление свойствами материалов и композитов. СПб.: Химиздат, 2016. 271 с.
  12. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. СПб.: Лань. 2017. 284 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (106KB)
3.

Download (78KB)
4.

Download (64KB)
5.

Download (116KB)
6.

Download (126KB)

Copyright (c) 2023 А.С. Брыков, С.В. Мякин, М.М. Сычев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».