ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ
Introduction. Ionizing radiation induces defects in the crystalline lattice of calcium hydroxide, leading to radiation-induced shrinkage. Due to shape anisotropy and aggregate deformation, these effects propagate non-uniformstresses throughout the concrete matrix, compromising its structural integri...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
PH “Akademperiodyka”
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/860 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Science and Innovation |
Institution
Science and Innovation| id |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-860 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Science and Innovation |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-10-28T05:34:23Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
композиційне в’яжуче, розчин, нанодобавка, етрингіт, стабілізація етрингітової фази, алюмінатні цементи, сульфоалюмінатні цементи |
| spellingShingle |
композиційне в’яжуче, розчин, нанодобавка, етрингіт, стабілізація етрингітової фази, алюмінатні цементи, сульфоалюмінатні цементи DEREVIANKO, V. HRYSHKO, H. ZAIATS, Ye. VATAZHYSHYN, O. ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| topic_facet |
composite binder, mortar, nanoadditive, ettringite, ettringite phase stabilization, aluminate cements, sulfoaluminate cements композиційне в’яжуче, розчин, нанодобавка, етрингіт, стабілізація етрингітової фази, алюмінатні цементи, сульфоалюмінатні цементи |
| format |
Article |
| author |
DEREVIANKO, V. HRYSHKO, H. ZAIATS, Ye. VATAZHYSHYN, O. |
| author_facet |
DEREVIANKO, V. HRYSHKO, H. ZAIATS, Ye. VATAZHYSHYN, O. |
| author_sort |
DEREVIANKO, V. |
| title |
ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_short |
ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_full |
ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_fullStr |
ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_full_unstemmed |
ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_sort |
практика використання наномодифікованих композиційних сульфоалюмінатних цементів з покращеними функціональними властивостями |
| title_alt |
Application of Nanomodified Composite Sulfoaluminate Cements with Enhanced Functional Properties |
| description |
Introduction. Ionizing radiation induces defects in the crystalline lattice of calcium hydroxide, leading to radiation-induced shrinkage. Due to shape anisotropy and aggregate deformation, these effects propagate non-uniformstresses throughout the concrete matrix, compromising its structural integrity.Problem Statement. In the context of addressing scientific and technical challenges, the potential to enhancethe physical and mechanical properties of CaO—Al₂O₃—SO₃ binder systems has been investigated. Given the limited availability of raw materials for alumina cement production and the high cost of imported specialty cements (25–35 thousand UAH/t), both theoretical and experimental studies on the development of advanced composite binders are of current importance.Purpose. This study aims to develop theoretical foundations for improving the performance of mortars based on nanomodified composite binders within the CaO—Al₂O₃—SO₃ system, focusing on stabilization of the ettringite phase and optimization of nanoadditive integration technologies.Materials and Methods. The experimental phase employed modern analytical techniques, including X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and low-temperature dilatometry, to assess the structural and phase transformations in cementitious systems.Results. The theoretical framework for designing construction-grade mortars with ion-protective properties has been further developed. These mortars are based on composite mineral systems of the CaO—Al₂O₃—SO₃—H₂Otype, which incorporate up to 42% chemically bound water due to ettringite content. Carbon nanotubes have beensuccessfully used to modify sulfate and sulfoaluminate phases, resulting in improved microstructural stability.Conclusions. For the first time, a theoretical model has been established, and experimentally validated, forstabilizing the ettringite phase in specialty cements through the introduction of functionalized carbon nanotubes(5—25 nm in diameter). The stabilization mechanism involves nanoscale alloying and reinforcement of the ettringite crystal structure, thereby enhancing its durability under operational conditions. |
| publisher |
PH “Akademperiodyka” |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/860 |
| work_keys_str_mv |
AT dereviankov applicationofnanomodifiedcompositesulfoaluminatecementswithenhancedfunctionalproperties AT hryshkoh applicationofnanomodifiedcompositesulfoaluminatecementswithenhancedfunctionalproperties AT zaiatsye applicationofnanomodifiedcompositesulfoaluminatecementswithenhancedfunctionalproperties AT vatazhyshyno applicationofnanomodifiedcompositesulfoaluminatecementswithenhancedfunctionalproperties AT dereviankov praktikavikoristannânanomodifíkovanihkompozicíjnihsulʹfoalûmínatnihcementívzpokraŝenimifunkcíonalʹnimivlastivostâmi AT hryshkoh praktikavikoristannânanomodifíkovanihkompozicíjnihsulʹfoalûmínatnihcementívzpokraŝenimifunkcíonalʹnimivlastivostâmi AT zaiatsye praktikavikoristannânanomodifíkovanihkompozicíjnihsulʹfoalûmínatnihcementívzpokraŝenimifunkcíonalʹnimivlastivostâmi AT vatazhyshyno praktikavikoristannânanomodifíkovanihkompozicíjnihsulʹfoalûmínatnihcementívzpokraŝenimifunkcíonalʹnimivlastivostâmi |
| first_indexed |
2025-10-29T02:40:07Z |
| last_indexed |
2025-10-29T02:40:07Z |
| _version_ |
1850411301517393920 |
| spelling |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-8602025-10-28T05:34:23Z Application of Nanomodified Composite Sulfoaluminate Cements with Enhanced Functional Properties ПРАКТИКА ВИКОРИСТАННЯ НАНОМОДИФІКОВАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ СУЛЬФОАЛЮМІНАТНИХ ЦЕМЕНТІВ З ПОКРАЩЕНИМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ DEREVIANKO, V. HRYSHKO, H. ZAIATS, Ye. VATAZHYSHYN, O. composite binder, mortar, nanoadditive, ettringite, ettringite phase stabilization, aluminate cements, sulfoaluminate cements композиційне в’яжуче, розчин, нанодобавка, етрингіт, стабілізація етрингітової фази, алюмінатні цементи, сульфоалюмінатні цементи Introduction. Ionizing radiation induces defects in the crystalline lattice of calcium hydroxide, leading to radiation-induced shrinkage. Due to shape anisotropy and aggregate deformation, these effects propagate non-uniformstresses throughout the concrete matrix, compromising its structural integrity.Problem Statement. In the context of addressing scientific and technical challenges, the potential to enhancethe physical and mechanical properties of CaO—Al₂O₃—SO₃ binder systems has been investigated. Given the limited availability of raw materials for alumina cement production and the high cost of imported specialty cements (25–35 thousand UAH/t), both theoretical and experimental studies on the development of advanced composite binders are of current importance.Purpose. This study aims to develop theoretical foundations for improving the performance of mortars based on nanomodified composite binders within the CaO—Al₂O₃—SO₃ system, focusing on stabilization of the ettringite phase and optimization of nanoadditive integration technologies.Materials and Methods. The experimental phase employed modern analytical techniques, including X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and low-temperature dilatometry, to assess the structural and phase transformations in cementitious systems.Results. The theoretical framework for designing construction-grade mortars with ion-protective properties has been further developed. These mortars are based on composite mineral systems of the CaO—Al₂O₃—SO₃—H₂Otype, which incorporate up to 42% chemically bound water due to ettringite content. Carbon nanotubes have beensuccessfully used to modify sulfate and sulfoaluminate phases, resulting in improved microstructural stability.Conclusions. For the first time, a theoretical model has been established, and experimentally validated, forstabilizing the ettringite phase in specialty cements through the introduction of functionalized carbon nanotubes(5—25 nm in diameter). The stabilization mechanism involves nanoscale alloying and reinforcement of the ettringite crystal structure, thereby enhancing its durability under operational conditions. Вступ. При дії іонізуючого випромінювання відбувається утворення дефектів у решітці кристалів гідрооксиду кальцію, що спричиняє радіаційну усадку. У результаті анізотропії форми і деформацій заповнювачів нерівномірні деформації передаються на скелет бетону.Проблематика. У межах розв’язання науково-технічних проблем проведено аналіз потенційних резервів фізико-механічних властивостей в’яжучих систем СаО—Аl2O3—SO3. Враховуючи відсутність сировини для виробництва глиноземистого цементу та вартість імпортних цементів спеціального призначення (25—35 тис. грн/т) виконання теоретичних і експериментальних досліджень щодо розробки теоретичних положень і композиційних в’яжучих є актуальним.Мета. Розробка теоретичних положень покращення спеціальних властивостей розчинів на основі наномодифікованих композиційних в’яжучих речовин системи СаО—Аl2O3—SO3, стабілізації етрингітової фази та технології введення нонодобавок.Матеріали й методи. Для реалізації експериментальної частини було застосовано сучасний набір методик, зокрема рентгенівську дифрактометрію, растрову електронну мікроскопію, низькотемпературну дилатометрію.Результати. Отримали подальший розвиток теоретичні положення розробки будівельних (спеціальних) розчинів для іонозахисних покриттів на основі мінеральних композиційних речовин системи СаО—Аl2O3—SO3—H2O, які містять у своєму складі підвищену кількість хімічно-зв’язаної води (до 42 %) за рахунок вмісту етрингіту та шляхом модифікації сульфатних і сульфоалюмінатних фаз вуглецевими нанотрубками.Висновки. Вперше розроблено теоретичні положення і підтверджено експериментальними дослідженнями механізм стабілізації етрингітової фази цементів спеціального призначення за рахунок введення функціональних нанотрубок діаметром 5—25 нм. Механізм передбачає легування та наноармування структури етрингітової фази і забезпечує її стабільність у процесі експлуатації виробів. PH “Akademperiodyka” 2025-10-27 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/860 10.15407/scine21.05.089 Science and Innovation; Том 21 № 5 (2025): Science and Innovation; 89-96 Science and Innovation; Vol. 21 No. 5 (2025): Science and Innovation; 89-96 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine21.05 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/860/286 Copyright (c) 2025 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |