КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА ЦEM II/A-N 32,5 H, ПРОИЗВЕДЁННОГО В УСЛОВИЯХ УЗБЕКИСТАНА

ABSTRACT

This study presents a comprehensive analysis of the physicomechanical, chemical, mineralogical, and microstructural properties of Portland cement of grade CEM II/A-N 32.5 H, produced by “HUAXIN CEMENT JIZZAKH.” The research includes the evaluation of the oxide and phase composition of the cement, the results of compressive strength tests at different curing ages, as well as data from X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses. It was found that the studied cement meets GOST requirements for key quality indicators and can be recommended for use in the production of high-performance concrete mixes for civil and industrial construction.

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе представлен комплексный анализ физико-механических, химических, минералогических и микроструктурных свойств портландцемента марки CEM II/A-N 32.5 H, произведённого предприятием «HUAXIN CEMENT JIZZAKH». Исследование включает оценку оксидного и фазового состава цемента, результаты испытаний на прочность при сжатии на различных сроках твердения, а также данные рентгенодифракционного (XRD) и сканирующего электронного микроскопического (SEM) анализа. Установлено, что исследуемый цемент соответствует требованиям ГОСТ по основным показателям качества и может быть рекомендован для применения в составе высококачественных бетонных смесей при строительстве гражданских и промышленных объектов.

Keywords: Portland cement, CEM II/A-N 32.5 H, microstructure, X-ray diffraction analysis, phase composition, compressive strength, SEM analysis, oxide composition, GOST, high-strength concrete

Ключевые слова: портландцемент, CEM II/A-N 32.5 H, микроструктура, рентгенодифракционный анализ, фазовый состав, прочность при сжатии, SEM-анализ, оксидный состав.

Введение. Цемент является основным вяжущим материалом, применяемым в строительстве для производства бетона и железобетонных конструкций. Качество цемента напрямую влияет на прочностные характеристики конечного продукта, его долговечность и устойчивость к внешним воздействиям. В последние годы особое внимание уделяется исследованию физико-механических и микроструктурных свойств цемента с целью повышения эффективности его применения. В настоящем исследовании рассматривается цемент марки CEM II/A-N 32.5 H, произведённый компанией «HUAXIN CEMENT JIZZAKH», и проводится комплексный анализ его химического, минерального и микроструктурного состава.

Материалы и методы. Объектом исследования является портландцемент CEM II/A-N 32.5 H. Для определения химического и минерального состава использованы методы лабораторного анализа с применением нормативных документов ГОСТ.

Эксперименты и результаты. Результаты испытаний физико-механических, химических и минералогических характеристик цемента марки CEM II/A-N 32.5 H, произведённого на предприятии «HUAXIN CEMENT JIZZAKH», подтверждают высокое качество продукта и его соответствие техническим требованиям. Согласно нормативным показателям, содержание SO₃ (2,7%) и MgO (2,2%) значительно ниже допустимых пределов, что свидетельствует о стабильности цемента и оптимальном контроле внутренних реакций (таблица 1). Кроме того, содержание ионов Cl⁻ составляет всего 0,01%, что существенно снижает риск коррозии арматуры.

Таблица 1.

Химический состав цемента Huaxin

Минеральный состав цемента также находится в оптимально сбалансированном соотношении (таблица 2). В частности, три основные фазы — алит (C₃S – 53,72%), белит (C₂S – 22,40%) и феррит (C₄AF – 8,53%) — оказывают положительное влияние на раннюю и долговременную прочность бетона, тепловыделение при гидратации и его стойкость. Содержание C₃A составляет 7,83% и не превышает нормативов ГОСТ, что обеспечивает устойчивость бетона к воздействию сульфатной среды.

Таблица 2.

Минералогический состав цемента Huaxin

Результаты исследования показывают, что содержание основных оксидов в цементе — SiO₂ (21,66%), Al₂O₃ (4,88%), Fe₂O₃ (3,84%) и CaO (64,47%) — способствует обеспечению прочностных характеристик цемента, интенсификации процессов гидратации и формированию кристаллической структуры цементного камня. Кроме того, значения прочности при сжатии, полученные на 2, 7 и 28 сутки (20,7 МПа, 22,6 МПа, 38,7 МПа соответственно), подтверждают возможность применения данного материала в качестве надёжного компонента для производства высококачественных бетонных смесей.

В рамках исследования портландцемент марки CEM II/A-N 32.5 H, произведённый предприятием «HUAXIN CEMENT JIZZAKH», был подвергнут рентгенодифракционному анализу (XRD). Полученная дифрактограмма подтверждает наличие основных кристаллических фаз в составе цемента(рисунок 1). Основные пики интенсивности наблюдаются в области 2θ = 29.4°, 32.1°, 34.3°, 41.2°, 50.2°, 59.8°, что соответствует фазам алит (C₃S) и белит (C₂S). Преобладание этих фаз свидетельствует о высокой начальной и долговременной прочности, характерной для данного цемента.

Рисунок 1. Дифрактограмма портландцемента

Дополнительно на графике были зафиксированы пики, соответствующие фазам ферроалит (C₄AF) и алюминат (C₃A), которые играют важную роль в теплообразовании при гидратации и устойчивости бетона к агрессивным средам, включая сульфаты. Также были определены присутствие фаз MgO и CaO, указывающих на наличие известковых и магнезиальных компонентов.

Результаты рентгенодифракционного анализа полностью коррелируют с ранее полученными данными химического и минералогического состава цемента. Распределение интенсивности пиков, соотношение фаз и стабильность кристаллической решетки подтверждают, что данный цемент является надёжным и прогнозируемым материалом для производства высококачественных бетонных смесей.

Выводы. Комплексный анализ цемента марки CEM II/A-N 32.5 H, произведённого компанией «HUAXIN CEMENT JIZZAKH», показал его соответствие нормативным требованиям по химическому, минералогическому и микроструктурному составу. Высокое содержание активных фаз, таких как C₃S и C₂S, а также низкие значения примесей (SO₃, MgO, Cl⁻) обеспечивают высокую прочность, устойчивость к внешним воздействиям и надёжность цемента как вяжущего вещества. Таким образом, данный цемент можно рекомендовать для использования в производстве высококачественного бетона в гражданском и промышленном строительстве.

Список литературы:

1. ГОСТ 31108–2020. Цементы общестроительные. Технические условия.
2. Кийомов Н.Х., Парсаева Н.Р., Курбанов З.Ш. Синтез и исследование суперпластификаторов на основе поликарбоксилатов. – Ташкент: Фан, 2023.
3. Хасанов Р. и др. Влияние минеральных добавок на свойства цемента // Журнал строительных материалов. – 2022. – №4.
4. Botirov, B., Akramov, A. A., Abdug‘aniyeva, N., Ergashev, S., & Erkinov, S. (2024). BETON NAMUNALARINI SINASH UCHUN SEMENTNING MUSTAHKAMLIGINI TADQIQ QILISH. Инновационные исследования в науке, 3(10), 11-15.
5. Botirov, B., Rapiyeva, R., Axmatova, N., & Chaqqonova, S. (2024). RESEARCH ON THE COMPOSITION OF NEW INNOVATIVE CONCRETES USED FOR ROAD PAVEMENTS AND THEIR PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES. Теоретические аспекты становления педагогических наук, 3(18), 40-45.