Химический состав наноразмерных гидросиликатов бария, предназначенных для наномодифицирования цементных систем[1] Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

5. Выводы. В настоящей работе дана полная классификация Байесовых автоматов вида (1). В результате мы получили 57 неэквивалентных автоматов. Заметим, что вследствие разветвленной структуры графа автомата, получить его точное решение не всегда представляется возможным. Поэтому анализ конкретных моделей необходимо проводить методами ситуационного моделирования [4,5]. Если же модель допускает точное решение, то ее анализ удобнее проводить простой подстановкой компонент платежных матриц в полученные выражения. В настоящей работе показана техника расчета на примере конкретного автомата и приведен пример его практического приложения.

Список литературы

1. Brauer W. Automaten theorie. Stuttgard: Teubner, 1984. - 496 p.

2. Rabin M.O. Probabilistic automata // Information and control. 1963, N.6, P.230-245.

3. Ginsburg S. The mathematical theory of context-free-language. NY: McGraw-Hill, 1966. - 326 p.

4. Думачев В.Н., Пешкова Н.В., Калач А.В., Чудаков А.А. Ситуационное моделирование прорыва противопаводковой дамбы во время аномального наводнения на дальнем востоке летом 2013 г. // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. 2013, №4(9), С.35-39.

5. Думачев В.Н., Пешкова Н.В., Калач А.В., Чудаков А.А. Ситуационное моделирование работы Зей-ской ГЭС во время аномальных наводнений // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. 2014, №2(11), С.18-25.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НАНОРАЗМЕРНЫХ ГИДРОСИЛИКАТОВ БАРИЯ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ НАНОМОДИФИЦИРОВАНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ1

Анализ современных подходов к изменению качества строительных материалов показывает [3, с. 100; 5, с. 33-37; 6, с. 69-71; 7, с. 61-68; 10 с. 47-51], что перспективным способом управления структурой и свойствами строительных композитов является введение нанообъектов в формирующиеся структуры композитов. При этом должна обеспечиваться равномерность их распределения в объеме наномодифицируемого материала. Это условие выполняется при использовании коллоидных растворов, например гидросиликатов бария (размер частиц -35...45 нм [1, а 91-93.]).

Согласно предложенной технологии синтеза [2, с. 111-119] наноразмерные гидросиликаты бария образуются из геля кремниевой кислоты, синтезированной в среде гидроксида железа (III) и гидроксида бария. При этом реализуется схеме [9, с. 249]:

^ЮН + Меп+ ^ ^ЮМе(п+1)+ + Н+ (1)

Установление химического состава продуктов взаимодействия реакции (1) позволит сделать выводы о возможных механизмах влияния наноразмерного модификатора на свойства цементных систем.

Исследование химического состава наноразмерных систем является сложной задачей, так как при сохранении устойчивости коллоидных растворов концентрация исследуемого вещества является недостаточной для исследований. Поэтому для исследований использовался отфильтрованный осадок, образующийся после длительного хранения коллоидного раствора гидросиликатов бария, который представляет собой микроразмерные продукты агрегирования наноразмерных гидросиликатов бария. Для установления химического состава продуктов синтеза при С(БЮ2) = 0,3 и 0,7 % и С(Ва(ОН)2) = 0,04 % использовали

Гришина Анна Николаевна

К.т.н., с.н.с., ФГБОУВПО «МГСУ», г. Москва Королев Евгений Валерьевич Д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «МГСУ», г. Москва Сатюков Антон Борисович

Аспирант, ФГБОУ ВПО «МГСУ», г. Москва

метод ИК-Фурье спектроскопии. Исследованные порошки хранились в течение 1 года. Полученные результаты приведены на рисунках 1 и 2.

Сопоставление рисунков 1 и 2 указывает на идентичность значений длин волн, при которых наблюдаются аномалии. Величина отклонения их интенсивности невелика и обусловлена различной концентрацией силикат-ионов.

Анализ ИК-спектров показывает, что в составе полученного продукта содержится свободная вода. На это указывает широкие полосы отражения с максимумами в 2254 и 3352 см1 и полосы с максимумами 1630 и 1631 см-1, которые соответствуют валентным и- и деформационным 5-колебаниям адсорбированных молекул воды [8, с.18-23]. Сильные колебания связи Si-O для аморфных силикатов наблюдаются при длине волны 1037 и 1939 см-1, более слабые - при 975 и 962 и 790 см-1. Полосы в области 1040 см-1 принадлежат vas колебаниям связи Si-O тетраэдров SiÛ4. Отражения в области 980-880 см-1 (962 и 975 см-1 на рис. 1 и 2, соответственно) характеризуют валентные колебания Si-(OH) трех типов гидроксилов, где гидроксил колеблется как единая масса. Для кристаллической фазы силикатов характерен дуплет при 778 и 795 см-1, который отсутствовал на спектрограммах гидросиликатов бария в возрасте нескольких суток, что указывает на аморфность полученных гидросиликатов бария. На спектрограммах гидросиликатов бария в возрасте 1 года появляется отклик при 790 см-1, что свидетельствует о кристаллизации продукта при хранении и соответствует сведениям, приведенным в [9, с. 281-283].

Образование гидросиликатов бария согласно реакции [9, с. 249]

2 (=Si-OH) + Ba2+ ^ (=Si-O)2Ba +2 H+.

1 При поддержке гранта Президента РФ МК-5911.2013.8

Рисунок 1. ИК-спектр гидросиликатов бария, полученных с применением геля кремниевой кислоты с С(8Ю2) = 0,3 %

раствора гидроксида бария С(Ва(ОН)г) = 0,04 %

О.Из -

...,■,... I .... ............... .... I I .... I , ... I__. , . ] . . , . I . . , . ..............

3300 3600 3400 3200 ЗООО 2600 2600 2400 2200 2ОО0 1600 1600 1400 1200 1000 603

МауелиляЬег

Рисунок 2. ИК-спектр гидросиликатов бария, полученных с применением геля кремниевой кислоты с С^Юг) = 0,7 % раствора гидроксида бария С(Ва(ОН)г) = 0,04 %

Таким образом, при образовании гидросиликатов бария формируется химическая связь Ва - О. Наличие указанной связи возможно установить исследованием коллоидного раствора гидросиликатов бария методом комбинационного рассеяния (рис. 3). Согласно данным [4, с. 10] колебание связи Ва - О осуществляется при 530.. .560 см-1. Анализ рис. 3 показывает, что коллоидный раствор при исследовании имеет отклик при 551,44 см-1, что свидетельствует о формировании химической связи Ва - О и,

соответственно, образовании гидросиликатов бария. Остальные значимые максимумы (1101,06 и 1609,88 см-1) аналогичны данным, полученным при исследовании образцов методом ИК-спектроскопии. Меньшая интенсивность откликов при исследовании методом КР-спектро-скопии связана с идентификацией только закристаллизованных гидросиликатов бария. Широкий отклик колебаний химической связи Fe - О имеют слабую интенсивность и наблюдаются при 183,06 см-1.

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Wavenumber cm-1

Рисунок 3. КР-спектрограмма наноразмерных гидросиликатов бария

Таким образом, установлено, что полученные продукты являются гидросиликатами бария, содержащими тетраэдры SiO4 и Si-(OH) трех типов гидроксилов. Формирование химической связи Ва - О, свидетельствует о связывании соединений бария с образованием гидросиликатов бария Изменение концентрации кремниевой кислоты в диапазоне C(SiO2) = 0,3.. .0,7 % не оказывает влияния на формирование указанных химических связей.

Список литературы:

1. Гришина А.Н., Королев Е.В., Сатюков А.Б. Синтез и исследование устойчивости золей гидросиликатов бария // Строительные материалы. 2013. № 9.

2. Гришина А.Н., Королев Е.В. Выбор технологии синтеза наноразмерных гидросиликатов бария // Нано-технологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2013. Т. 5. № 4.

3. Жерновский И.В., Нелюбова В.В., Череватова А.В., Строкова В.В. Особенности фазообразования в системе СаО SiO2 H2O в присутствии наноструктуриро-ванного модификатора // Строительные материалы. 2009. № 11.

4. Иванов К.В. Жидкофазный синтез ацетато- оксалато-и гидроксититанилов некоторых nS2 металлов, физико-химические характеристики их термических

превращений и экектрореологические свойства: автореферат дисс. канд. хим. наук, Иваново, 2011.

5. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Структурообразование и свойства конструкционных высокопрочных легких бетонов с применением наномодификатора Bisnanoactivus // Строительные материалы. 2014. № 12.

6. Пономарев А.Н. Нанобетон: концепция и проблемы. Синергизм наноструктурирования цементных вяжущих и армирующей фибры // Строительные материалы. 2007. № 6.

7. Сватовская Л.Б., Соловьева В.Я., Степанова И.В., Старчуков Д.С. Нанодобавки из кремне- и железосодержащего (III) золя для тяжелого бетона на рядовых цементах // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2010. № 5.

8. Чукин Г.К. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезема М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2008.

9. Шабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов Учебное пособие. - М.: Академкнига, 2006.

10. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Корженко А., Бурьянов А.Ф., Пудов И.А., Лушникова А.А. Модификация цементных бетонов многослойными углеродными нано-трубками // Строительные материалы. 2011. № 2.

БЕТОННЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ЗАПОЛНИТЕЛЯХ ИЗ КЕРАМИЧЕСКОГО

КИРПИЧНОГО БОЯ

Хаджиев Магомед Рамзанович

Аспирант кафедры «Технология строительного производства» ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова, г. Грозный

В настоящее время в стране и во всем мире накормлено огромное количество отходов техногенной деятельности человечества и многие ученые называют их теперь новыми месторождения. По данным [1, с.5-7] на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической, деревообрабатывающей, энергетической, строительных

материалов и других отраслей промышленности Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд. т отходов. В связи с этим в отвалах и шламохранилищах страны накоплено более 80 млрд. тонн только твердых отходов. Под полигоны для их хранения ежегодно отчуждается около 10 тыс. га пригодных для сельского хозяйства