Разработка технологии и метода использования наносистем при производстве строительных материалов, структурно-логическая схема исследований

Autor: Derevianko, V. M., Mospan, V. I.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Bulletin of Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture; № 4 (2019); 16-22
Вестник Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры; № 4 (2019); 16-22
Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури; № 4 (2019); 16-22
Bulletin of Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture; No. 4 (2019); 16-22
ISSN: 2312-2676
Popis: Використання модифікуючих добавок – ефективний засіб цілеспрямованого впливу на властивості в'яжучих речовин. Велика кількість публікацій присвячена вивченню цих проблем, проте багато аспектів впливу добавок ще не відомі, отримані результати не систематизовані і їх поки що неможливо висловити в аналітичній формі комплексного характеру їх дії. Постановка проблеми. Структура штучного каменю утворюється підчас твердіння в'яжучої речовини. Цей процес взаємопов'язаний із процесом гідратації, для нього характерна зміна структурних станів, за яких переважають міжчастинкові контакти певного типу. Чинити керуючий вплив на процеси гідратації і тверднення можливо лише за умови правильного розуміння їх механізму. Шляхом спрямованої зміни структури, зокрема, адсорбційного модифікування, можна домогтися істотного поліпшення фізико-механічних і експлуатаційних характеристик. Один з ефективних засобів цілеспрямованого впливу на ці процеси – використання модифікуючих добавок. Мета роботи – встановлення відмінностей у формуванні модифікованої структури гіпсової матриці за спільної дії мікро- та нанодисперсних добавок за присутності пластифікатора, а також їх впливу на функціональні і технологічні характеристики. Швидкість процесу розчинення і росту твердої системи залежить від початкової концентрації речовини, питомої поверхні, константи швидкості процесу і градієнта концентрації розчину на поверхні частинок в об'ємі речовини. Методи. Розвязання задачі оптимальної модифікації вимагає виявлення залежності між видом, концентрацією, складом, способом уведення модифікуючих добавок і одержуваними функціональними характеристиками в'яжучого матеріалу. Результати свідчать, що швидкість і форма утворюваних кристалів істотно змінюються за наявності в розчині пластифікатора й ультрадисперсних частинок. Результати. У разі додавання в гіпсову систему ультра- і нанорозмірних частинок через підвищену питому поверхню останніх збільшується концентрація точкових контактів і змінюється кінетика утворення. Виникають контактноконденсаційні зв’язки, утворення яких стимулюється наявністю в системі нанорозмірних частинок, при цьому фіксація частинок переходить із дальньої коагуляції у ближню. Топологія структури, швидкість і форма зародження кристалів істотно змінюються у разі зміни умов твердіння (температура, водо-тверде відношення, рН, тиск). Взаємозв'язок між будовою кристалічної решітки сульфату кальцію і механізмом росту за присутності модифікуючих добавок випливає з кристалохімічного аналізу структури гіпсових в'яжучих. Тобто залежно від виду добавки можна інтенсифікувати або, навпаки, уповільнити швидкість росту відповідних граней кристала, що виклиуає до зміну форми кристала, і відповідно, фізико-хімічних характеристик утвореного твердого тіла. Висновок. Дослідження впливу добавок на формування кристалів тривають, але вже ці отримані результати свідчать, що швидкість і форма утворюваних кристалів істотно змінюються за наявності в розчині пластифікатора й ультрадисперсних частинок.
Использование модифицирующих добавок является эффективным средством целенаправленного воздействия на свойства вяжущих веществ. Большое количество публикаций посвящено изучению этих проблем, однако многие аспекты влияния добавок еще не известны, полученные результаты не систематизированы, и их пока что невозможно выразить в аналитической форме комплексного характера их действия. Постановка проблемы. Структура искусственного камня, образующегося при твердении вяжущего вещества. Этот процесс взаимосвязан с процессом гидратации, для него характерна смена структурных состояний, при которых преобладают межчастичные контакты определенного типа. Оказывать управляющее воздействие на процессы гидратации и твердение возможно только при правильном понимании их механизма. Путем направленного изменения структуры, в частности, адсорбционного модифицирования, можно добиться существенного улучшения физико-механических и эксплуатационных характеристик. Цель работы – было установление различий в формировании модифицированной структуры гипсовой матрицы при совместном действии микро- и нанодисперсных добавок в присутствии пластификатора, а также их влияния на функциональные и технологические характеристики. Скорость процесса растворения и роста твердой системы зависит от начальной концентрации вещества, удельной поверхности, константы скорости процесса и градиента концентрации раствора на поверхности частиц в объеме вещества. Методы. Решение задачи оптимальной модификации требует выявления зависимости между видом, концентрацией, составом, способом введения модифицирующих добавок и получаемыми функциональными характеристиками вяжущего материала. Результаты свидетельствуют о том, что скорость и форма образующихся кристаллов существенно меняются при наличии в растворе пластификатора и ультрадисперсных частиц. Результаты. При добавлении в гипсовую систему ультра- и наноразмерных частиц из-за повышенной удельной поверхности последних увеличивается концентрация точечных контактов и изменяется кинетика образования. Возникают контактноконденсационные связи, образование которых стимулируется наличием в системе наноразмерных частиц, при этом фиксация частиц переходит с дальней коагуляции в ближнюю. Топология структуры, скорость и форма зарождения кристаллов существенно меняются при изменении условий твердения (температура, водотвердое отношение, рН, давление). Взаимосвязь между строением кристаллической решетки сульфата кальция и механизмом роста в присутствии модифицирующих добавок следует из кристаллохимического анализа структуры гипсовых вяжущих. То есть, в зависимости от вида добавки можно интенсифицировать или, наоборот, замедлить скорость роста соответствующих граней кристалла, что приведет к изменению формы кристалла, и соответственно, физико-химических характеристик образованного твердого тела. Вывод. Исследование влияния добавок на формирование кристаллов продолжаются, но уже полученные результаты свидетельствуют о том, что скорость и форма образующихся кристаллов существенно меняются при наличии в растворе пластификатора и ультрадисперсных частиц.
The use of modifying additives is an effective means of purposeful influence on the properties of binders. Introduction (Рroblem statement). It is only possible to have a control effect on the hydration and hardening processes with the correct understanding of their mechanism. Due to directional changes in the structure, in particular adsorption modification, it is possible to achieve a significant improvement in physical, mechanical and operational characteristics. The purpose of the article is to establish differences in the formation of the modified structure of the gypsum matrix in the joint action of micro- and nano dispersive additives in the presence of a plasticizer, as well as their impact on the functional and technological characteristics. Methods. The solution of the problem of optimal modification requires the identification of the relationship between the type, concentration, composition, method of introduction of modifying additives and the resulting functional characteristics of the binder. Results. The results indicate that when ultra - and nano scale particles are added to the gypsum system due to the increased specific surface area of the latter, the concentration of point contacts increases and the kinetics of formation changes. Contactcondensation contacts arise, the formation of which is stimulated by the presence of nano scale particles in the system, while the fixation of the particles passes from the distant coagulation to the near one. That is, depending on the type of additive, it is possible to intensify or, conversely, slow the growth rate of the corresponding crystal faces, which will lead to a change in the shape of the crystal, and accordingly, the physical and chemical characteristics of the solid formed. Conclusion. The study of the effect of additives on the formation of crystals continues, but these results indicate that the speed and shape of the crystals formed varies significantly in the presence of a plasticizer in the solution and ultradispersed particles.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: