CC BY
17гражданской обороны и защиты от ЧС». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_1 91501/
3. Губанова Д. А., Новиков Д. А., Чхартишвили А. Г. Социальные сети. Модели информационного влияния, управления и противоборства. - М.: МЦНМО, ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 218 с. https://www.studmed.ru/view/gubanov-da-novikov-da-chhartishvili-ag-socialnye-seti-modeli-informacionnogo-vliyaniya-upravleniya-i-protivoborstva_965fa4add6d.html
4. Хрущева Л. Б., Церковная К. А. Социальные сети: положительные и отрицательные стороны присутствия социальных сетей в современной жизни // Облачные и инновационные технологии в сервисе и образовании. - Казань: Общество с ограниченной ответственностью "Печать-Сервис-ХХ1 век", 2017. - С. 42-45.
5. Калач А. В., Зенин Ю. Н. Развитие пропаганды противопожарной безопасности в современном медиапространстве // Актуальные проблемы права и правоприменительной деятельности на современном этапе. - Краснодар: Общество с ограниченной ответственностью "Издательский Дом - Юг", 2014. - С. 464-466. http://id-yug.com/images/id-yug/Book_id-yug/357.pdf
6. Кришталь Д. А. Противопожарная пропаганда: основные направления и характеристики // Современные технологии
обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайной ситуации. - 2014. - №1 (5). - С. 279-282.
https://cyberleninka.ru/article/n/protivopozharnaya-propaganda-osnovnye-napravleniya-i-harakteristiki/viewer
7. Электронный журнал «Против пожара» [Эл. ресурс] // Типология пожаров.
8. https://www.sostav.ru/publication/kak-spasateli-i-pozharnye-ispolzuyut-sotsialnye-seti-23623.html [Эл. ресурс] (Дата обращения 18.06.2021)
9. МЧС: [Эл. ресурс]// Сводка ЧС и происшествий (Дата обращения 21.06.2021).
10. Сборник научных трудов I Международной научной конференции "Конвергентные когнитивно-информационные технологии" и XI Международной научно-практической конференции "Современные информационные технологии и ИТ-образование". Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" РАН; под редакцией В.А. Сухомлина. 2016 «Принципы информационного управления противопожарной пропагандой в социальных сетях», Е.В. Потапов. http://it-edu.oit.cmc.msu.ru/index.php/convergent/convergent-2016
УДК 691.666.97
ПЛАСТИФИЦИРОВАНИЕ ПЫЛЕВИДНОГО КВАРЦА ПОСРЕДСТВОМ ПЕРЕЗАРЯДКИ
ЕГО ПОВЕРХНОСТИ.
Ананьев М.С., к.т.н. Закревская Л.В., Николаева К.А.
Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.
РР!: 10.31618^.2413-5291.2021.1.69.456
АННОТАЦИЯ
Для обеспечения гравитационного течения системы применен способ немеханического дезагрегирования минеральных частиц с целью получения высокопрочных бетонов на реакционно -порошковой связке и с минимальными В/Т и В/Ц отношениями. Технология пластифицирования высоконаполненных кварцево-водных суспензий заключается в перезарядке поверхности кварца и включает следующие операции: рассеивание смеси на фракции (0,163 мм; 0,315 мм), добавление пластификатора, перемешивание и формовка смеси. Оценка реотехнологических свойств водно-кальциевых, водно-кварцевых и водно-кальциваево-кварцевых суспензий, характеризующиеся расплывом смеси от 64,5 мм до 29,5 мм.
Ключевые слова: Перезарядка, водно-кальциевый, водно-кварцеваевый, реотехнология, реакционно-порошковый цемент, реологическиактивный, высоконаполненная смесь.
Введение
Из числа пластично-вязких свойств тестообразной массы строительных материалов особое значение в практике имеет пластичность, т.е. способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы прекращено. Общие причины, обусловливающие пластичность цементного теста, тесно связаны с механическими свойствами тонких слоёв воды,
находящихся между твёрдыми дисперсными частицами.
Тонкие слои воды, прилегающие к поверхности твёрдого тела или заключённые между двумя тонкими поверхностями, отличаются от состояния воды в «массе». Тончайший слой воды, прилегающий к твёрдому телу, неподвижен, обладает упругостью формы и по некоторым свойствам приближается к твёрдому телу. Такие плёнки могут обладать достаточной прочностью, чтобы противостоять давлению или срезывающему усилию, в несколько граммов на 1 м2 [1].
Основной причиной образования тонких слоёв воды, обладающих свойствами полутвёрдого тела, служат силы молекулярного притяжения.
Под влияние этих сил молекулы воды закономерно ориентируются, образуя цепи в несколько тысяч молекул, направленные по толщине плёнки. Действия поверхностных сил распространяется на расстояние примерно до 50000 - 70000 А, постепенно ослабевая. Таким образом, толщина слоя связанной воды выражается десятыми долями микрона. Но если в воде имеются мельчайшие пылинки и другие загрязнения, они создают свои очаги воздействия на прилежащие слои жидкости. Поэтому практически слои связанной воды могут иметь значительно большую толщину.
Наряду с влиянием твёрдой поверхности на ориентацию молекул жидкости причиной появления у воды свойств полутвёрдого тела служит её скрытокристаллическая структура, которая подтверждается теорией английских учёных Бернала и Фаулера (на основании рентгеновских исследований). Дифракционная картина рентгеновских лучшей показывает, что молекулы воды стремятся к тетраэдрическому расположению. По аналогии со строением минерала «тридимит» эта структура воды называется тридимитной. [2]
Таким образом, в вяжущем тесте каждая частица цемента, является центром гидросферы, образованный тонким слоем воды, находящейся в состоянии, промежуточном между собственно жидким и собственно твёрдым. Такая полутвёрдая (связанная) вода замерзает при температурах значительно ниже 0 С, она не является растворителем, трудно испаряется, обладает большей плотностью и очень трудно отпрессовывается благодаря наличию сил притяжения к твердой поверхности, измеряемых тысячами атмосфер.
Полутвёрдые водные оболочки выполняют двойную функцию: служат как бы связующим веществом и вместе с тем - смазкой. Эти оболочки придают суспензии устойчивость, т.е. данная паста способна в определённой мере сопротивляться деформациям, не нарушая своей сплошности и не утрачивая формы. Одновременно полутвёрдые оболочки обладают и смазочными свойствами, облегчая скольжение твёрдых частиц [1].
Следовательно, основной и важнейшей причиной, от которой зависит и которой обуславливается способность вяжущих материалов образовывать с водой пластичное тесто, надо считать наличие промежуточной (между твёрдыми частицами и водой) фазы, составленной полутвёрдыми водными оболочками.
Изыскание новых и совершенствование старых способов, позволяющих управлять пластично - вязкими свойствами, т.е. изменять их в нужном направлении, является одной из наиболее актуальных задач физико - химии и технологии строительных материалов.
На практике большое значение имеет получение высокой пластичности без увеличения водосодержания смесей. Это достигается, в частности, с помощью соответственно подобранных поверхностно-активных веществ (органических пластификаторов), интенсивных вибрационных воздействий, изменения
температуры и других факторов.
Вместе с тем, структурно - механические свойства дисперсных систем зависят от химической природы веществ, входящих в данную систему, степени развития структуры, концентрации системы, прежде всего, водотвёрдого отношения, от взаимодействия диспергированного вещества с дисперсионной средой, от температуры смеси и т.д.
Значение кинетики нарастания структурно -механических свойств строительных материалов в процессе их твердения и возможность управления этим процессом позволяет выбирать оптимальные режимы твердения, уменьшая деструктивные процессы и деформации, получать заданную структуру изделий.
Как известно, кварцевые порошки почти не поддаются пластифицированию (не разжижаются) в водно-минеральных суспензиях в присутствии всех, известных нам, типов современных пластификаторов [7,8].
Современные строительные системы на основе гидравлических и воздушных вяжущих, применяемые в покрытиях промышленных и декоративных полов, высококачественных ремонтных составах для бетонных поверхностей, рецептурах архитектурных бетонов и т.д., в составе матрицы I уровня, представленной на рис. 1 включают тонкомолотые горные породы [9].
Рис. 1 Топологическая структура порошково-активированного бетона нового поколения (щебень условно не показан). Матрица I-го уровня.
Такая комбинация позволяет сократить количество используемого в системе цемента, без потери прочности [5]. Снижение расхода основного вяжущего, так же позитивно отражается и на других свойствах материала, таких как: аутогенная и воздушная усадки, ползучесть, коррозионная стойкость, истираемость и модуль упругости.
Многие производители сухих строительных смесей и высокотехнологичных бетонов в свои составы для этих целей включают микрокальцыты, молотые известняки и доломиты. Иногда это действительно оправдано снижением количества воды затворения (некоторые карбонаты кальция неплохо разжижаются пот действием суперпластификаторов (СП)), но, к сожалению, применение такого рода добавки приводит к снижению твердости, истираемости и
устойчивости к кислотам конечного продукта. Поэтому приоритетным тонкодисперсным наполнителем остается кварц. Его твердость по шкале Мооса на 3-5 уровней выше, чем у перечисленных ранее минералов.
В работах [3,4] д.т.н. Калашникова В.И. показана возможность пластифицирования высоконаполненных кварцево-водных суспензий за счет добавления небольшого количества гидратной извести. Профессор объясняет это тем, что поверхность кварцевых частиц имеет моноотрицательный заряд, а все выпускаемые пластификаторы анионно-заряженные «концы», соответственно они просто не могут синергировать связь. Для этого им нужен «посредник», которым может выступить положительный ион Са2+ (рис. 2).
Рис.2. Роль ионов кальция при пластифицировании высоконаполненных кварцево-водных суспензий
Методика и исходные материалы
Нами установлено, что выпускаемая сегодня сухая гидратная известь слабо снабжает раствор ионами Са2+ (табл.1). Поэтому было решено использовать 10% свежеприготовленный раствор от гашения извести после затухания
изотермических процессов. В таблице 1 приведена оценка реотехнологических свойств кварцево-водной суспензии в присутствии сухой гидратной извести Угрешского месторождения и отечественного поликарбокстлатного
суперпластификатора.
Таблица 1.
«Реотехнологических свойства кварцево-водной суспензии в присутствии сухой гидратной извести
№ п/п Концентр. пл-ра.% (отечеств-венный поликар-бокси-латный пластификатор) т, г (масса пылевидного кварца марки «Б» , Люберецкий ГОК В/Т (водо-твердое отношение) Шпл, г (масса пласти-фика-тора по сухому) Ув, мл (объем воды) ШСа(ОН)2, г (масса сухой гидратной извести Угреш-ского место-рождения Реотехноло-гический показатель (расплыв, мм)
1 1,5 20 0,21 0,3 4,2 0 расплыв 29,5мм; нетиксостабилен (капля не втягивается)
2 1,5 20 0,215 0,3 4,3 0 расплыв 59,5мм; тиксостабилен (капля втягивается)
3 1,5 20 0,21 0,3 4,2 0,002 расплыв 64,1мм; тиксостабилен (капля втягивается)
4. 1,5 20 0,2 0,3 4,0 0,002 расплыв 32,4мм; нетиксостабилен (капля не втягивается)
5 1,5 20 0,19 0,3 3,8 0,002 не течет
Для чистоты эксперимента был выполнен обжиг микрокальцита при Т=1200оС. Гашение СаО осуществлено в соотношении 1:10 с водой. После фильтрации суспензии оценили содержание оставшейся в ней твердой фазы Са(ОН)2. Для этого выпаривали состав в течении 24 часов при Т= 50оС и получили сухой остаток 7% от массы раствора. Потери можно отнести к коагулянтам, образовавшимся во время гидратации обожженной извести с водой.
Оценку реотехнологических свойств водно-кальциево-кварцевой суспензии производили по
расплыву минивискозиметра Сутторда ГОСТ 23789-2018 с размерами Н=22мм, Б=13мм. Свойства гравитационного течения суспезии (тиксостабильность) уточнено по «капле» раствора, принимающей «дневное» положение в общей массе.
Результаты и обсуждения
В таблице 2 приведена оценка реотехнологических свойств водно-кальциево-кварцевой суспензии на основе гашеного микракальцита и отечественного
поликарбоксилатного пластификатора.
Таблица 2.
«Реотехнологические свойства водно-кальциево-кварцевой суспензии на основе гашеного _микракальцита и отечественного поликарбоксилатного пластификатора»._
№ п/п Концентр. пл-ра.% (отечественный поликар-бокси-латный пластификатор) т, г (масса пылевидного кварца марки «Б» , Люберецкий ГОК В/Т (водо-твердое отношение) Шпл, г (масса пласти-фика-тора по сухому) Ув, мл (объем 7% известковой суспензии) Реотехнолоигический показатель (расплыв минивисказиметра Сутторда, мм)
1 1,5 20 0,2 0,3 4,0 расплыв 74,2мм; тиксостабилен (капля втягивается)
2 1,5 20 0,18 0,3 3,6 расплыв 62,3мм; тиксостабилен (капля втягивается)
3 1,5 20 0,16 0,3 3,2 расплыв 50,1мм; тиксостабилен (капля втягивается)
4 1,5 20 0,14 0,3 2,8 расплыв 48,9мм; нетиксостабилен (капля не втягивается)
5 1,5 20 0,13 0,3 2,6 расплыв 32,2мм; нетиксостабилен (капля не втягивается)
6 1,5 20 0,135 0,3 2,7 расплыв 38,6мм; тиксостабилен (капля втягивается)
7 1,5 20 0,12 0,3 2,4 не течет
Из таблицы 2 видно, что кажущуюся изначально реологически - неактивную тонкомолотую горную породу можно пластифицировать при минимальных затратах, за счёт распределения нанометрического гидроксида кальция в паре с суперпластификатором на поверхности пылевидного кварца с целью получения особо прочного реологически-активного наполнителя для современных высотехнологичных строительных систем.
Структура пластификатора обеспечивает частицам раствора электростатическое отталкивание, за счёт чего и обеспечивается его высокая разжижающая способность. (рис.2)
Заключение
Установлено, что для некоторых водно - моно - минеральных дисперсных систем для достяжения наилучших реотехнологических характеристик суспензий необходимым компонентом в паре с суперпластификатором является гидроксид кальция (Са(ОН)2). За счёт статических сил положительно заряженные ионы Са+2 распределяются равномерно по поверхности отрицательно заряженных частиц пылевидного кварца, присоединяя при этом на свободный потенциал отрицательно заряженные
поликарбоксилатные частицы
суперпластификатора. Таким образом, частицы кварца не только получает способность к
самоизоляции от себе подобных, но и обеспечиваются «сольватной смазкой» либо же «сольватной прослойкой» из псевдо - твёрдого слоя водно - поликарбоксилатной суспензии.
Список литературы
1. Дж. Берналь и Р. Фаулер «Структура воды и ионных растворов»; Успехи физических наук, 1934, т. 14, вып. 5.
2. Синюков В.В. «Вода известная и неизвестная»; Знание, Москва, 1972.
3. Калашников В.И. Физико - химические основы усиления реологического и водоредуцирующего действия суперпластификаторов // Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций. Ч.3. Проблемы архитектурно - строительного материаловедения и ресурсосберегающие технологии производства изделий и конструкций.: Тез.докл. Международный конф.. Белгород. - 1995 - С.128 - 129.
4. Калашников В.И. Управление эффективностью суперпластификаторов в дисперсных системах предадсорбционной подготовкой поверхностей. Проблема строительного материаловедения и новые технологии.: Межвуз. тематический сб. научных трудов. - Ч.1. - Белгород. - 1995 г. - С.95-100.
5. Макридин Н.И., Калашников В.И., Маханбетова К.Н. Технология бетона, строительных изделий и конструкций // Издательство ПГУАС - 2014г.
7. Yamada K., Tarahashi T., Hanehara S., Matsuhisa M. Effects of the chemical structure on the properties of properties of polycarboxylate type superplasticizer. Cement and Concrete Research, 2000, №30.
8. Гусев Б.В., Ин Иен-лян С., Кузнецова Т.В. Цементы и бетоны - тенденции развития. М.: Научный мир, 2012. 136 с.
9. Ананьев М.С., Калашников В.И. «Состав, топологическая структура и реотехнологические свойства реологических матриц для производства бетонов нового поколения.; Издательство ПГУАС -2011г. - С. 10 - 11.
