CC BY
29
9
С lb 6 X U/ в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Na 6 (111)
— 4Ii5/2- Отличительной чертой полосы при 1,54 мкм является ее большая полуширина - более 100 нм, превышающая аналогичные значения для фосфатных, теллуритных и борогерманатных стекол. Дальнейшие исследования будут направлены на модифицирование состава стекол катионами близкого к эрбию ионного радиуса с целью подавления эффекта концентрационного тушения и увеличения расстояния Ег-Ег за счет сортового беспорядка.
Система ЗпъОз-Ьа^Оз-АЬОз-В^Оз. Получены стекла составов х8т20з(15-х)ьа20з15в20з70в20з (мол. %), гдех=0.1 - 4, люминесцирующие в оранжево-красной области спектра. Стекла характеризуются высоким квантовым выходом люминесценции (77=95% и 38% при 0,1 и 1 мол. % S1TI2O3 соответственно), относительно высокими коэффициентами ветвления люминесценции в потенциальных «лазерных» переходах 5(¡5 2 —» ()Hi 2 (Хтяк ~ 603 нм) и 5G5/2 —» 6Нэ/2 (^max ~ 650 нм) и значительными эффективными ширинами полос. Из спектра поглощения (рис. За) видно, что люминесценцию такого стекла можно эффективно возбуждать при X ~ 402 и 470 нм.Поскольку стекло состава 18т20з14ьа20з15в20з70в20з характеризуется слабым концентрационным тушением люминесценции и значительным линейным коэффициентом поглощения излучения накачки в абсорбционных полосах активатора при X ~ 402 и 470 нм, оно перспективно в качестве активного элемента при создании лазерных преобразователей синего и фиолетового излучения в оранжево-красную область спектра [3].
Библиографические ссылки
1. Kholodkov A.V. Er3+ ions luminescence in non-fused silicate glasses fabricated by SPCVD/ Kholodkov A.V., Golant K.M. // Optical Materials, 2005. V. 27. Issue 6. P. 1178-1186
2. Chakraborty I.N. Glass formation, properties and structure of Y203-A1203-В20з glasses/ Chakraborty I.N., Rutz H.L., Day D.E. // Journal of Non-Crystalline Solids, 1986. 84. P. 86-92
3. Люминесцирующее стекло / Г.Е.Малашкевич, А.Г.Малашкевич, В.Н. Сигаев, Н.В. Голубев, Е.Х. Мамаджанова, П.Д. Саркисов. Заявка на изобретение № 20091654 от 23.11.2009.
УДК 666.9.017
М.М. Морева, Л.И. Сычева
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
АРМИРОВАНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА СМЕШАННЫМИ ВОЛОКНАМИ
The purpose of the given work is to produce and to study hybrid fibre systems and polymer-cement matrices. It is established, that the improvement in the properties by the combination of the fibres and the polymer latex exceeded the cumulative improvement induced by each of these alone.
9
С Яг в X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. N0 6(111)
Целью данной работы является получение и исследование гибридных волокнистых систем и полимер-цементных матриц. Установлено, что повышение свойств композита путем комбинирования волокон и полимерного латекса часто превышает совокупность эффектов, вызванных каждым из них отдельно.
Портландцемент является основным материалом в современном промышленном, гражданском, жилищном, сельскохозяйственном, гидротехническом и дорожном строительстве. Поэтому повышение качества портландцемента как конструкционного материала - важная задача строительного материаловедения.
Известно, что ПЦ в силу своего химико-минералогического состава характеризуется относительно высокой прочностью при сжатии (до 60 МПа на 28-е сутки твердения), низкой прочностью при изгибе (до 6,5 МПа) и пониженной трещиностойкостью. Одним из способов улучшения этих свойств является армирование волокнами. Установлено, что комбинация двух типов волокон позволяет достичь гибридного упрочнения, в котором высокомодульное волокно, более прочное и жесткое, обеспечивает дополнительную прочность, повышает порог образования первичных трещин, в то время как низкомодульное волокно приводит к увеличению удобообрабатываемости и ударной вязкости и способности к деформации в растрескавшейся зоне. Помимо введения волокон, радикальное изменение свойств матрицы может быть достигнуто путем комбинирования матрицы с полимерами различными способами Комбинации с полимерами могут быть получены с помощью полимерного латекса, который добавляется в процессе смешения цемента с водой.
Повышение свойств композита путем комбинирования волокон и полимерного латекса часто превышает совокупность эффектов, вызванных каждым из них отдельно, что указывает на синергетический эффект.
В данной работе изучалось влияние введения смешанных волокон, а также введения полимеров (бутилакрилатстирольный латекс и ЫеоП1:Ь Р6000) на прочность портландцементной матрицы. Для гибридного упрочнения была выбрана комбинация высокомодульных волокон - стальных (Е = 20-104 МПа) и низкомодульных - полипропиленовых (Е = 103 МПа). Выбор подобного сочетания компонентов обусловлен несколькими причинами. Стальные волокна предупреждают трещинообразование в бетоне и помогают снизить степень влияния трещин на свойства материала. Для бетона, армированного стальными волокнами различной длины характерны высокие деформативные характеристики. В целом дисперсное армирование от 1 до 3 % стальных волокон повышает прочность при сжатии и при изгибе, резко увеличивает сопротивляемость механическим и тепловым ударам, повышает износостойкость. Введение полипропиленовых волокон в цементный камень снижает трещинообразование, повышает устойчивость цементного камня к усадке и излому, снижает эффект расслоения строительного раствора, увеличивает сопротивление трению, устраняет хрупкость, свойственную цементному камню, увеличивает устойчивость бетона к удару и раскалыванию и повышает устойчивость к истиранию. Введение в цемент полимерного латекса позволяет получить полимер-цементную матрицу, способствует уве-
С 1Ь 6 X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 6 (111)
личению прочности цементного камня на растяжение и изгиб, повышению сопротивления удару, а также увеличению адгезии к наполнителю. Добавка ЫеоШИ обеспечивает повышенную адгезию к различным поверхностям, улучшенную стойкость к истиранию, большую пластичность и прочность на изгиб, способствует лучшему перемешиванию волокон и их однородному распределению.
В качестве вяжущего в работе применялся портландцемент марки ПЦ 400. Для армирования цементной матрицы были выбраны стальные волокна длиной 1-3 мм и диаметром 333 мкм, с модулем упругости 20-104 МПа и полипропиленовые волокна длиной 1-3 мм, диаметром 20 мкм, с модулем упругости 10 МПа. Количество вводимых в цемент стальных волокон составило 1; 1,5 и 2 об. %, полипропиленовых - 0, 5; 1 и 1,5 об. %.
Бутилакрилатстирольный латекс марки БЛ-1, имеющий концентрацию полимера - 491,8 г/л, был введен в портландцемент с водой затворения в количестве 0,5 и 1 мае. %. Добавка №оШ11 Р6000 - тонкий, редиспергируе-мый в воде тройной сополимер ПВА-Уеоуа-Акрилат, вводился в смесь в сухом виде в количестве 0,5 и 1 мае. %.
Первоначально было рассмотрено индивидуальное влияние каждого типа волокна на прочность цементного камня, а затем комплексное влияние этих волокон, а также добавок полимерного латекса и редиспергируемого полимерного порошка №о1Ш1.
Введение 2 % стальных волокон позволило увеличить прочность при сжатии и изгибе на 15 -17 %. Введение полипропиленовых волокон привело к снижению прочности на изгиб к 3 суткам твердения, что обусловлено более низким модулем упругости (1 ГПа) по сравнению с цементной матрицей (15 - 30 ГПа). Прочность на сжатие композиционного материала на ранних стадиях твердения (3 и 7 сутки) увеличилась на 28 % при содержании волокон 0,5 %. При дальнейшем твердении прочность композитов снижается. Очевидно, это связано с тем, что на ранних сроках твердения матрица имеет низкую прочность, и при нагрузке волокна вытягиваются из матрицы, сдерживая ее разрушение. Далее цементный камень уплотняется, прочность связи матрицы с волокном повышается, и нагрузки приводят к разрушению плотно обжатых волокон, так как их модуль упругости и прочность ниже, чем у цементного камня. Это приводит к снижению прочности композита. Таким образом, введение волокон эффективно на ранних сроках твердения (3-7 сутки), к 28 суткам твердения прочность композитов практически равна прочности цементного камня.
Было определено влияние гибридного упрочнения цементного камня на его свойства. В цементную матрицу вводили смесь стальных (1-2 %) и полипропиленовых (0,5-1,5 %) волокон. Полученные гибридные композиты при оптимальном соотношении волокон имели прочность на 15 - 20 % выше по сравнению с портландцементной матрицей. Следует отметить, что в ряде случаев повышение свойств композита путем комбинирования волокон превышает совокупность эффектов, вызванных каждым из них отдельно.
Для оценки влияния совокупности гибридного упрочнения и введения полимерных добавок на свойства цементного камня были выбраны ком-
9
С lb 6 X U/ в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Na 6 (111)
бинации волокон, показавшие наибольшее упрочнение композитов. Добавки латекса и №оШ11 были введены в количестве 0,5 % от массы портландцемента, т.к. именно данные количества показали наиболее высокие результаты в испытаниях на прочность цементного камня. Введение латекса снизило пористость образцов по сравнению с композитами без добавки латекса, что позволяет нам говорить о том, что латекс полимеризуется в процессе гидратации цемента, образует пленки на частицах цемента и на продуктах его гидратации, кальматирует поры и способствует формированию полимер-цементной матрицы.
С целью повышения адгезии волокон к цементному камню, прочности композитов полипропиленовые волокна были обработаны дисперсиями полимерного латекса и Ыео1кИ, затем высушены и введены вместе со стальными волокнами в цементную матрицу (рис. 1).
100
3 7 28
Время твердения, сутки
3 7 28
Время твердения, сутки
Рис. 1.Влияние предварительной обработки волокон полимерными дисперсиями на прочность композитов: 1- ПЦ; 2 -ПЦ+2% ст.в.+1% пп.в.+0,5% латекс;
3 - ПЦ+2% ст.в.+1% пп.в.+0,5% Г^еоШИ
Анализируя влияние предварительной обработки волокон полимерными дисперсиями на прочность композитов, было установлено, что в этом случае прочность композиции увеличивается в большей степени, чем при введении полимерных добавок непосредственно в матрицу, что подтверждает увеличение прочности связи портландцементной матрицы с волокнами.
УДК 666.293.52:537.226.2
П.Н. Новоселова, М.А. Семин, В.В. Гаранина
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СТЕКЛОЭМАЛИ С РАЗВИТЫМ ЭФФЕКТОМ МНОГОКОМПОНЕНТНОСТИ
The given work is devoted to development electro-insulating glass enamels covering on stainless steel. Perspectivity of creation of coverings with application of effect of multicomponent composition by introduction in borosilicate glasses of ions of alkaline earth elements with various
