Research of the Sulphate Resistance of Cement-Sand Grouts Containing Silica-Fume and Carbon Nano-Tubes Additives Under Low Temperature Conditions

Abstract

Исследовано влияние добавок углеродных нанотрубок и микрокремнезема на сульфатостойкость тампонажных цементно-песчаных растворов в условиях комнатных и пониженных температур. Установлено, что добавка суспензии углеродных нанотрубок марки «Fulvec 100» совместно с микрокремнеземом марки МК-85 позволяет сохранить коррозионную стойкость цементно-песчаного тампонажного раствора в агрессивных условиях в возрасте 30 суток при температурах 20 и 5 °С. Механизм действия комплексной добавки заключается в способности микрокремнезема связывать свободную известь, выделяющуюся в результате гидратации твердых растворов цементного клинкера, а углеродных нанотрубок - в создании армирующего эффекта. Микрокремнезем исключает возможность образования первичного эттрингита и способствует образованию фаз CSH (I), что подтверждено ИК-спектральным анализом. Углеродные нанотрубки заполняют поровое пространство и выступают в качестве центров кристаллизации, на поверхности которых адсорбируются фазы CSH (I). За счет действия добавок повышается плотность цементного камня, а образцы не разрушаются в агрессивной среде. Оптимальное содержание добавок микрокремнезема и углеродных нанотрубок в составе тампонажного раствора соответственно составляет (в частях от массы вяжущего): 0,05 и 0,0025. Установлено, что введение микрокремнезема улучшает технологические характеристики тампонажного раствора - исключает расслоение смеси при обеспечении требуемой подвижности.