CC BY
2ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВОДНОГО РАСТВОРА ЛИГНОСУЛЬФОНАТА НАТРИЯ В ПОРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ ЦЕМЕНТНОЙ С^-Н ФАЗЫ
Тарарушкин Е.В.
Международная лаборатория суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа НИУ ВШЭ, Россия, г. Москва, ул. Таллинская, д. 34 evgeny. [email protected]
Лигносульфонат широко используется в промышленности в качестве анионных ПАВ, в том числе при производстве бетонных и железобетонных конструкций [1]. Применение лигносульфоната позволяет повысить текучесть бетонной смеси и соответственно снизить количество воды, что положительно сказывается на прочности затвердевшего бетона. Однако остается не выясненным вопрос поведения растворенного в воде лигносульфоната в поровом пространстве бетона, а также на поверхностях гидратированных фаз портландцемента.
В настоящей работе с помощью метода классической молекулярной динамики исследуются свойства водного раствора лигносульфоната натрия, который расположен в поровом пространстве сформированном из поверхностей одной из наиболее важных гидратированных цементных фаз - гидросиликата кальция (С^-Н). Идеальная структура тоберморита 11А [2] выбрана в качестве модели С^-Н фазы с соотношением Са^=0.83. Модель водного раствора с органическими молекулами состоит из молекул Н20, молекул лигносульфоната (С20Н24О^2) и ионов №+. Целью моделирования являлось исследование свойств водного раствора при нормальных условиях, а также выявление центров адсорбции органических добавок на поверхности тоберморита 11А. Кроме того, исследовалась возможная ассоциация молекул лигносульфоната.
В результате моделирования вычислены структурные и динамические свойства водного раствора с молекулами С20Н24О^2 в поре, сформированной из стенок тоберморита 11А. Определены центры адсорбции на поверхности тоберморита 11А и функциональные группы молекул лигносульфоната, через которые осуществляется их адсорбция. Выяснено, что ассоциация молекул С20Н24О^2 в водном растворе ограниченном поверхностями С^-Н фазы возможна.
Исследование осуществлено в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.
Вычисления выполнены на суперкомпьютере «cHARISMa» НИУ ВШЭ [3].
[1] J. Ruwoldt, A critical review of the physicochemical properties of lignosulfonates: chemical structure and behavior in aqueous solution, at surfaces and interfaces, Surfaces, 3, 622-648, (2020).
[2] S. Hamid, The crystal structure of the 11 A natural tobermorite Ca2 25[Si3O75(OH)15]-1H2O, Zeitschrift flir Kristallographie, 154, 189-198, (1981).
[3] P. Kostenetskiy, R. Chulkevich and V. Kozyrev, HPC Resources of the Higher School of Economics, Journal of Physics: Conference Series, 1740, 012050, (2021).
