CC BY
25
A UNIVERSUM:
№ 9 (66)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_сентябрь. 2019 г.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И СВОЙСТВ СТРУКТУР В ДИСПЕРСИЯХ ПОЛУВОДНОГО ГИПСА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИМЕРНЫХ
РЕАГЕНТОВ
Абылова Амина Жанабаевна
д-р техн. наук (PhD), Каракалпакский научно- исследовательский институт естественных наук
Каракалпакского отделения Академии наук Республики Узбекистан,
Узбекистан, г. Нукус E-mail:[email protected]
REGULATION OF THE PROCESSES OF STRUCTURE FORMATION AND PROPERTIES OF STRUCTURES IN DISPERSIONS OF AQUA GYPSUM USING POLYMERIC REAGENTS
Amina Abylova
Doctor of Technical Sciences (PhD), Karakalpak Research Institute of Natural Sciences, Karakalpak Branch of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Uzbekistan, Nukus
АННОТАЦИЯ
В статье анализируются полученные результаты исследований, согласно которым можно полагать, что смесь гидролизованного полиакрилонитрила и технического лигносульфоната является эффективной добавкой для регулирования сроков схватывания гипсового вяжущего на основе исследуемых образцов.
ABSTRACT
The article analyzes the obtained research results. It can be assumed that a mixture of hydrolyzed polyacrylonitrile and technical lignosulfonate is an effective additive for regulating the setting time of a gypsum binder based on the studied samples.
Ключевые слова: гипс, ПАВ, гипан, кристаллизационных структур, сроков схватывания, барханный песок.
Keywords: gypsum, surfactant, gypsum, crystallization structure, setting time, sand dune.
По мере выделения двуводного гипса из растворов его кристаллы растут, срастаются и обусловливают схватывание и твердение исходной смеси с водой. Во многих случаях происходит нарушение структуры твердеющего гипса после начала его схватывания, что приводит к резкому снижению его прочности. В настоящее время для регулирования процессов и сроков схватывания широко применяют различные полимерные химические реагенты и ПАВ, комплексные добавки, состоящие из веществ, принадлежащих к разным классам, применение которых открывает более широкие возможности при регулировании процессов схватывания вяжущих и подборе оптимальных условий для формирования изделий. Например, при совместном введении добавок электролитов и поверхностно-активных соединений на первом этапе твердения проявляется влияние замедлителя гидратационного твердения [5, с. 26-37; 4, с. 224]. В течение этого индукционного периода гипсовое тесто обладает пластичностью, но не набирает прочность. В дальнейшем наступает быстрое твердение гипса с такой же скоростью, как и в присутствии одного ускорителя первого класса. Следует также отметить, что введение добавок (ускорителей или за-
медлителей схватывания) обычно отрицательно сказывается на конечной прочности гипсовых изделий. В литературе [3, с. 69-72; 2, с. 56-62] имеются сведения, что введение поверхностно-активных веществ в умеренном количестве (до 0,3 %) способствует увеличению прочности изделий, так как снижение ими активности гипса компенсируется приростом прочности вследствие значительного уменьшения водо-твердого отношения. Однако теоретические аспекты воздействия различных полиэлектролитов и ПАВ на процессы роста и формирования кристаллов двувод-ного сульфата кальция, образующегося при твердении гипсовых вяжущих, представлены недостаточно широко. Как показали результаты предыдущих исследований, более высокими технологическими свойствами обладают гипсовые вяжущие на основе образцов № 1 и 2. Поэтому целью исследования являлось изучение влияния полимерного вещества -гидролизованного полиакрилонитрила (гипан) - на структурообразующую способность гипсовых вяжущих, содержащих различные наполнители. Применяли в качестве поверхностно-активного вещества технический лигносульфонат в количестве 0,1-0,3% от массы вяжущего [1, а 172].
Библиографическое описание: Абылова А.Ж. Регулирование процессов структурообразования и свойств структур в дисперсиях полуводного гипса с использованием полимерных реагентов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 9(66). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7829
№ 9 (66)
• 7universum.com
АиМ1УЕК5иМ:
/т ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Эффективность гипана устанавливалась по консистенции полученных паст, вяжущих при постоянном В/Т, и по сроку схватывания. Все добавки к вяжущим вводились с водой затворения.
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможности снижения В/Т на 13-16% без снижения прочности и замедления сроков схватывания вяжущего. Замедление времени схватывания, вероятно, прежде всего связано с поверхностной
сентябрь, 2019 г.
абсорбцией полимера и возникновением эффекта молекулярного электростатического отталкивания частиц гипсовых вяжущих, а также одновременно с этим протекающим процессом взаимодействия полимера с фазами вяжущего. Замедление процессов схватывания для отдельных вяжущих составляет от 1,4 до 4 раз (рис. 1).
Рисунок 1. Кинетика структурообразования в суспензиях ГВ, полученных дегидратацией образца № 1 при температуре 160 °С, содержащего барханный песок и ОСП в количестве 10%
Исследование реологических характеристик проводилось на пасте, полученной на основе обожженного при температуре 160 °С образца N° 1. В качестве наполнителей использовались отход содового производства (ОСП) и барханный песок при постоянном водо-твердом отношении, равном 0,5. Анализ зависимостей реологических параметров композиции с лиг-носульфонатом в составе 0,2% показал (рис. 2), что с увеличением концентрации полимера до 0,5% в системе его разжижающая способность увеличивается,
снижается эффективная вязкость и предельное динамическое напряжение сдвига.
Реологические характеристики вяжущих, приведенных на рисунке 2, зависят от градиента скорости сдвига. С увеличением значений градиента скорости вязкость системы сильно падает, что свидетельствует об уменьшении взаимодействия между частицами дисперсной фазы в результате адсорбции молекул ги-пана.
Рисунок 2. Реологические характеристики суспензии образца № 1, содержащей ОСП и барханный песок в
количестве 10%
№ 9 (66)
• 7universum.com
АД UNIVERSUM:
Am ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
При введении гипана в меньшем количестве (0,1%) проявляется его дефлокулирующее действие, в результате чего уменьшается водопотребность системы. При повышенных концентрациях полимера снижается прочность гипсового вяжущего, свидетельствующих о блокировании молекулами гипана кристаллизационных структур.
Таким образом, проявление свойств поверхностно-активных веществ и полиэлектролита в суспензиях исследуемого образца выражено следующим образом: в первые моменты гидратации происходит хемосорбция молекул ПАВ и полиэлектролита на поверхности частиц дисперсной фазы. Дальше под влиянием расклинивающего действия адсорбционных слоев и прилагаемых сдвиговых механических нагрузок при перемешивании достигается разделение агрегатов из молекул и равномерное распределение частиц дисперсной фазы во всем объ-
сентябрь, 2019 г.
еме этой суспензии. Наряду с этим начинаются процессы гидратации вяжущего, с ростом продуктов данного процесса наблюдается резкое падение подвижности системы, протекающее одновременно со схватыванием.
Анализируя полученные результаты исследований, можно полагать, что смесь гидролизованного полиакрилонитрила и технического лигносульфо-ната является эффективной добавкой для регулирования сроков схватывания гипсового вяжущего на основе исследуемых образцов.
Выявлено влияние гипана на твердение гипсовых вяжущих, содержащих наполнители в различных количествах, заключающееся в направленном формировании упорядоченной мелкокристаллической структуры с плотной упаковкой новообразований, что способствует снижению водопотребности и обеспечению повышенных физико-механических характеристик вяжущего.
Список литературы:
1. Абылова А.Ж. Физико-химические основы управления свойствами дисперсий гипсовых вяжущих веществ Каракалпакстана минеральными микронаполнителями.: Дисс. д-ра техн. наук (PhD). - Ташкент, 2018. -172 с.
2. Абылова А.Ж., Хамраев С.С. Вяжущие материалы на основе гипсовых минералов Республики Каракалпакс-
тан // Химическая промышленность. - 2016. - № 2. - С. 56-62.
3. Гаркави М.С., Шленкина С.С. К вопросу о применении пластифицирующих добавок для гипсовых вяжущих
// Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий: Мат-лы 7-й Меж-дунар. конф. (10-12 сентября 2014, Нижний Новгород). - Нижний Новгород, 2014. - С. 69-72.
4. Глекель Ф.Л., Копп Р.З., Ахмедов К.С. Регулирование гидратационного структурообразования поверхностно-
активными веществами. - Ташкент: Фан, 1986. - 224 с.
5. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Строительные минеральные вяжущие материалы. - М.: Инфра-Инженерия, 2011.
- С. 26-37.
