CC BY
2ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ СЕРОБЕТОНА
Махмудова Юлдуз Азамат кизи,
студент химического факультетаНУУз-на имениМ.Улугбека Аманова Нодира Давлятовна д.ф.т.н.доцент Химического факультета Термезского государственного университета, Махмадуллаев Жасурбек Одилжон угли докторант, Ташкентского научно-мсследовательского института химической технологии https://doi. org/10.5281/zenodo.10824487 В мире быстро растет потребление ископаемого топлива, как и количество серы, которая образуется в качестве побочного продукта процесса промышленной очистки топливного сырья. Поскольку ожидается, что в будущем содержание серы будет постоянно увеличиваться, при отсутствии встречного плана потребуются огромные затраты на удаление отходов. Поэтому, модифицируя серу, важно синтезировать серосодержащие связующие и получить на их основе новые типы модифицированного серобетона для получения прочных строительных материалов, таких как асфальт и бетон, устойчивых к различным агрессивным средам[1].
Портландцемент требует нагревания известняка в печах при температуре более 1400 0С в течение нескольких часов для образования клинкерных материалов. Из-за того, что ископаемое топливо сжигается для обжига печей и стехиометрического выброса углекислого газа при превращении известняка в оксид кальция, этот процесс генерирует около одной тонны углекислого газа на каждую тонну цемента и составляет 5% глобального антропогенного образования СО2 [2]. В отличие от традиционного производства цемента, производство цемента на основе серы не зависит от большой энергии или прямого выброса углекислого газа. Кроме того, сера в чистом избытке в глобальном масштабе. Сера является третьим наиболее распространенным химическим элементом в нефти в концентрации более 10 мас.%, и ее извлечение из переработки нефти и газа осуществляется в соответствии с экологическими ограничениями [3]. Таким образом, большое количество серы доступно как побочный продукт этих процессов. Кроме того, поскольку сама сера является промышленным побочным продуктом, значительное количество выбросов диоксида углерода может быть уменьшено при использовании бетона на основе серы. Бетон на основе серы представляет собой термопластичный композит из минеральных наполнителей и серы. Ранние исследования с использованием элементарной серы показали, что у нее есть серьезные проблемы с долговечностью, такие как повторяющиеся циклы замораживания и оттаивания [4]. Когда сера и наполнитель смешиваются в горячем состоянии и охлаждаются для отливки серобетонных изделий, жидкое серное связующее первоначально кристаллизуется в моноклинную серу ^ь). По мере того, как он продолжает охлаждаться, материал проходит твердофазный переход к ромбической сере ^а), что вызывает усадку материала в объеме. Это уменьшение объема создает внутреннее напряжение и вызывает проблемы долговечности, особенно при воздействии циклов замораживания. Поэтому химические модификаторы, которые полимеризуют серу, чтобы уменьшить или устранить твердофазный переход и таким образом увеличить долговечность бетона на основе серы, были ранее изучены [5]. Этот модифицированный серобетон называют полимерным серобетоном (ПСБ). Он использовался в качестве строительного материала благодаря своей превосходной стойкости к кислотным и солевым средам.
В последние годы растет интерес к разработке новых модификаторов бетона для улучшения его механических свойств, долговечности и устойчивости. Среди этих модификаторов добавки на основе серы-модификатор показали многообещающие результаты в улучшении общих характеристик бетона. В этом исследовании представлен подробный анализ бетона, модифицированного серой-модификатором, с помощью
сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), чтобы лучше понять его микроструктурные характеристики и влияние модификатора на бетонную матрицу.
Морфологию поверхности модификатора сера-модификатор исследовали с помощью анализа сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). На рис.1 представлены СЭМ-изображения модификатора сера-модификатор различных размеров: (а) 100 мкм и (б) 50 мкм. Результаты ясно демонстрируют, что модификация сера-модификатора образует структуру с повышенной пористостью и отсутствием обнаруживаемых кристаллических форм, что указывает на аморфную природу модификатора.
Порошок модификации сера-модификатор играет основополагающую роль в составе бетона. Повышенная пористость и аморфные характеристики модификатора сера-модификатор способствуют повышению эффективности бетонов на основе серы. Кроме того, отсутствие продуктов окисления на поверхности модификатора сера-модификатор подтверждает, что бетон на основе серы не подвергается окислению и продукты окисления не образуются. Если бы произошли процессы окисления, полученный бетон был бы нестабильным при воздействии атмосферных условий.
СЭМ-анализ бетона, модифицированного серой-модификатором, выявил многообещающие микроструктурные улучшения в цементном тесте и межфазной переходной зоне. Эти улучшения можно коррелировать с наблюдаемым улучшением механических свойств и долговечности. Это исследование подчеркивает потенциал серы-модификатора как эффективного модификатора бетона, открывая путь для дальнейших исследований и оптимизации этой новой добавки в технологии бетона.
Рисунок 1. СЭМ-изображения бетона, модифицированного серо-модификатором, при различных увеличениях: (а) 100 мкм и (б) 50 мкм.
Литература
1. Грабовский Л., Глиняк М., Полек Д. Возможности использования отходов серы для производства технического бетона, EPJ Web Conf 2017, 143: 01032.https://doi.org/10.1051/e3sconf/20171801032
2. Гульзар М.А., Рахим А., Али Б., Хан А.Х. Исследование потенциала переработки серобетона. J Build Eng 2021, 38: 102175.https://doi.org/10.1016/j .jobe.2021.102175
3. Гуменюк А., Хела Р., Полянских И., Гордина А., Яковлев Г. Долговечность бетона с искусственной термопластической добавкой серы, IOP Conf Ser Earth Environ Sci 2020, 522: 032012.DOI 10.1088/1757-899X/869/3/032012
4. Гутаровская Б., Котыня Р., Белинский Д., Аниска Р., Вренчицкий Ю., Пиотровская М., Козирог А., Берловска Ю., Дзюган П., Новая сероорганическая кислота. Полимербетонные композиты, содержащие отходы: Механические характеристики и устойчивость к биокоррозии. Материалы 2019, 12(16): 2602.https://doi.org/10.3390/ma12162602
5. Хассон, С.О., Кадхем Салман, С.А., Хасан, С.Ф., Аббас, С.М., Антимикробное действие экологически чистого синтеза наночастиц серебра иракской финиковой пальмой (Phoenix dactylifera) на грамотрицательные
бактерии, образующие биопленки. Багдадский научный журнал 2021, 18 (4).http://dx.doi.org/10.21123/bsj .2021.18.4.1149
