Роль известнякового наполнителя в формировании прочностных характеристик известковых материалов карбонизационного твердения Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Висновки

Аналiз лiтературних даних по дослщженню розвинення парового пухирця (пори), що утворюеться при нагрiваннi сировинно'1 cyM^i показав, що детальну та достовiрну iнформацiю про закономiрноcтi протiкання тепломасообмшних процеciв та про вплив рiзних факторiв в цих процесах, можна отримати тшьки поеднавши методи фiзичного та математичного моделювання вивчаемих явищ.

Запропоновано, фiзично обгрунтовано та апробовано рiвняння математично'' моделi динамши парово'1 фази, що виникае та розвиваеться в об'емi гелеподiбноi сировинно'1 маси при нагрiваннi, дае можливють детально вивчити цi процеси.

Список лггератури

1. Братута Е.Г. Порист теплоiзоляцiйнi матерiали /Е.Г. Братута, А.М. Павленко, А.В. Кошлак.-Харьков.: ТОВ «ЕДЕНА», 2010. - 107 с.

2. Павленко А.М. Особенности управления процессами формирования структуры и свойств пористых тел/ Павленко А. М., Кошлак А. В.//Металлургическая теплотехника, Сб.научн.трудов НМет АУ, 2008. -С.11 - 220.

3. Крошилин А.В., Нигматулин Б.И. Рост парового пузыря в объеме перегретой жидкости при различных законах изменения давления в ней // ТВТ. - 1986. - Т.24. -№3. - С.533-538.

4. Иваницкий Г.К. Моделирование процессов деформирования и дробления капель при движении в жидкости // Пром. теплотехника. - 1997. - Т.19. -№1. - С.9 - 16.

УДК: 666.9: 691.511: 691.316

РОЛЬ ИЗВЕСТНЯКОВОГО НАПОЛНИТЕЛЯ В ФОРМИРОВАНИИ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗВЕСТКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ КАРБОНИЗАЦИОННОГО ТВЕРДЕНИЯ

Любомирский Н.В. , Бахтин А.С. , Бахтина Т.А. , Джелял А.Э.

Национальная академия природоохранного и курортного строительства

Рассмотрен процесс искусственной карбонизации известковых вяжущих, выявлены особенности химической реакции карбонизации гидроксида кальция при повышенных концентрациях углекислого газа и графически представлен механизм карбонизации известкового теста. Установлена степень влияния вида известняка на формирование прочностных показателей материала на основе извести, твердеющего по карбонизационному типу в искусственно созданной среде повышенной концентрации углекислого газа.

Строительные материалы, известь, углекислый газ, карбонизационное твердение, гидрокарбонат кальция, карбонат кальция, известняк, прочность на сжатие.

Введение

Известно, что известь - это вяжущее вещество, твердеющее по смешанному типу [1]. При твердении гашеной извести коагуляционное твердение перемежается с кристаллизацией Са(ОН)2 вследствие испарения воды затворения. Позже в процессе твердения принимают участие и карбонизация - превращение Са(ОН)2 в СаСО3. В результате реакции карбонизации изменяется микро- и макроструктура строительного раствора, улучшаются его механические свойства и долговечность. Насыщение углекислотой в растворах извести происходит, когда С02 в воздухе распространяется через открытые поры раствора, распадается внутри капиллярной поры воды, и реагирует с растворенным гидроксидом кальция. Это приводит к осаждению кристаллов карбоната кальция, выделению воды и тепла. Этот полный процесс выглядит следующим образом:

Сс(ОН)2 + СО2 + Н2О ^СаСО+2Н2О+82кДж ^

Образование карбоната кальция происходит в несколько этапов. Сначала происходит растворение гидроксида кальция, которое сопровождается выделением ионов Са2+ и освобождением капиллярных пор от воды. В это же время углекислый газ диффундирует в виде раствора в открытые поры. При этом происходит его адсорбция, растворение и превращение в гидратную форму угольной кислоты (H2CO3), под действием которой в системе образуется бикарбонат ионы (HCO3-) и карбонат ионы (CO3)2-. В конечном счете, реакция между ионами Ca2+ и CO32- приводит к осаждению кристаллов карбоната кальция, путем образования ядра и последующего кристаллического роста.

Обзор литературных источников

Карбонизация гидроксида кальция в естественных атмосферных условиях протекает десятилетия, главным образом, из-за низкого содержания в воздухе углекислого газа (~0,03 %). Интерес к процессу ускоренной карбонизации известкового вяжущего и получения на его основе карбонатного камня возник еще в начале ХХ века и активно прорабатывался в середине прошлого столетия [2 - 8]. В основном научные исследования были направлены на решение проблемы, как предотвратить активную карбонизацию свободного гидроксида кальция в бетоне, вызывающую карбонизационную усадку, и повысить долговечность строительных конструкций [9 - 12].

В начале XXI века наблюдается интерес к вопросу получения искусственного камня на основе извести карбонизационного твердения [13 - 17]. В первую очередь, исследователей и производителей строительных изделий привлекает дешевизна получения известкового вяжущего и широта сырьевой базы для ее производства, а также экологическая привлекательность изделий на основе извести и возможность утилизации углекислого газа, загрязняющего атмосферный воздух, и вызывающего парниковый эффект. С 2006 года каждые два года проводится Международная конференция по ускоренной карбонизации для окружающей среды и материаловедения (International Conference on Accelerated Carbonation for Environmental and Materials Engineering - ACEMA). Работы и доклады, в основном, посвящены теоретическим и прикладным исследованиям искусственной карбонизации извести, превращения гидроксида кальция в карбонат кальция, оценке условий применения карбонизации в технологиях улавливания и использования углекислого газа.

Исследования процесса искусственной карбонизации систем, содержащих известь, которые были проведены в Национальной академии природоохранного и курортного строительства [17 - 20], позволили установить химические, физико-химические особенности карбонизации известковых вяжущих веществ, оптимизировать технологические параметры искусственной карбонизации извести и на основании этого разработать ресурсосберегающую технологию производства карбонизированных стеновых изделий на основе извести и вторичного карбонатного сырья. Теоретическими и практическими исследованиями было однозначно установлено, что по мере проникновения углекислого газа внутрь образцов по порам и капиллярам, прежде чем образуется нерастворимая соль карбонат кальция, неизменно образуется углекислая соль -гидрокарбонат кальция. Вопрос перехода гидрокарбоната кальция в карбонат является одним из определяющих при изучении процесса образования вторичного карбоната кальция и получения на его основе прочного искусственного карбонатного камня.

Цель и постановка задачи исследований

Целью настоящей работы - установление влияния известнякового наполнителя и его вида на формирование механических свойств искусственного карбонатного камня, получаемого на основе известкового вяжущего, твердеющего в среде повышенных концентраций углекислого газа.

Поставленная цель была реализована решением следующих задач:

- выявлены особенности химической реакции карбонизации гидроксида кальция при повышенных концентрациях углекислого газа и графически представлен механизм карбонизации известкового теста;

- путем исследования изменения прочности на сжатие спрессованных известняков различного происхождения после обработки их углекислым газом установлена степень влияния вида известняка на формирование прочностных показателей материала на основе извести, твердеющего по карбонизационному типу в искусственно созданной среде повышенной концентрации углекислого газа.

Методика исследований

Для исследования и представления механизма карбонизации известкового теста была использована известная форма представления гетерофазного химического процесса [21].

Установление влияние гидрокарбоната кальция на прочность материала проводилось путем изготовления методом полусухого прессования образцов-цилиндров 0 30 мм из молотых крымских известняков: мраморовидного ОАО «Карьер «Мраморный» с. Мраморное (Симферопольского р-на, АРК), нуммулитового Бахчисарайского месторождения и желтого известняка-ракушечника Евпаторийского месторождения. Химический состав известняков представлен в табл. 1. Удельная поверхность известняка составляла около 3000 см2/г.

Таблица 1

Химический состав известняков

Вид известняка Б102 Бе203 А12О3 СаО Mg0 803 п.п.п.

Мраморовидный 1,9 0,68 1,57 48,08 2,54 0,67 43,8

Нуммулитовый 9,87 0,65 0,92 48,35 0,47 - 38,9

Известняк-ракушечник 7,88 1,2 1,83 49,17 0,15 0,14 39,5

При формовании опытных образцов усилие давления прессования и водосодержание смеси подбирали таким образом, чтобы получить образцы, обладающие достаточной прочностью, чтобы с ними работать (не крошились бы при переноске и т.п.). Удельное давление прессования составляло 30 МПа, водосодержание сырьевой смеси варьировали в пределах 5 - 15 % мас. После формования образцы устанавливались в карбонизационную камеру [22], в которую подавали 100 % углекислый газ. После обработки углекислым газом (карбонизации) образцы подсушивались и испытывались на гидравлическом прессе для определения прочности на сжатие.

Результаты и их анализ Представим процесс искусственной карбонизации графически. На рис. 1 показан структурный элемент известкового теста до введения в систему углекислого газа и начала взаимодействия с ним.

С©)

Рис. 1. Структурный элемент известкового теста до взаимодействия с углекислым

газом

Известковое тесто представлено в виде двухфазной среды, каждая из фаз, как принято в механике насыщенных пористых сред, считается равномерно распределенной по объему. С момента подачи углекислого газа начинается процесс карбонизации. Процесс образования вторичного карбоната кальция в результате искусственной карбонизации известкового теста условно можно разделить на три этапа (рис. 2). На первом этапе (см. рис. 2 а) в результате диссоциации Са(ОН)2 и углекислой кислоты образуется карбонат кальция, который образуется на поверхности контакта жидкой и твердой фаз, и осаждается в виде карбонатного слоя на поверхности зерен извести.

При наличии в системе СО2 новообразованный СаСОз растворяется и переходит в гидрокарбонат кальция (см. рис. 2 б). В присутствии в растворе жидкой фазы ионов СаОН+ и гидрокарбоната кальция, который диссоциирует на СаНСО3+ и НСО3-; известь переходит в карбонат кальция по уравнению (1), который, в свою очередь, уплотняет карбонизированный слой на поверхности зерен Са(ОН)2. Из-за блокирования зерен извести слоем карбоната кальция эта реакция протекает в малых количествах и, как было сказано, с увеличением содержания Са(НСОз)г практически прекращается.

Рис. 2. Механизм образования вторичного карбоната кальция в системе «Са(ОН)2 -Н2О - СО2»: а) стадия образования карбоната кальция; б) стадия растворения СаСОз и образование в системе Са(НСО3)2; в) стадия превращения Са(НСО3)2 в СаСО3

Дальнейшее образование СаСО3 происходит в жидкой фазе из гидрокарбоната кальция при взаимодействии Са(НСО3)2 и Н2СО3. Превращение гидрокарбоната кальция в карбонат является типичным представителем гомогенного гетерофазного процесса [23]. Механизм превращения гидрокарбоната в карбонат из водного раствора представлен следующим образом (см. рис. 2 в). Зоной нарушения состояния динамического равновесия системы обратимых химических реакций в растворе за счет необратимой массопередачи СО2 из жидкой фазы в газовую является зона вблизи от поверхности контакта жидкой и все время обновляемой газовой фазы. Это и есть зона протекания рассматриваемого химического превращения, лимитирующей стадией которого является массопередача реакционного СО2 из жидкой фазы в газовую.

Стадия образования карбоната кальция, обусловленная массопередачей СаСО3 из жидкой фазы в твердую фазу, оказывает определенное воздействие на скорость процесса в целом, но лимитирующей стадией превращения гидрокарбоната кальция в карбонат она не является [21]. Таким образом, образование карбоната кальция в системе является не причиной превращения гидрокарбоната кальция в карбонат, а его следствием.

Из вышесказанного ясно, что гидрокарбонат кальция образуется в результате воздействия на карбонат кальция углекислого газа. В связи с этим заключением для установления влияния Са(НСО3)2 на прочностные свойства изделий на основе извести карбонизационного твердения была проведена серия опытов на спрессованных образцах из различных видов крымских известняков: мраморовидного, нуммулитового известняков и известняка-ракушечника. Исследуемые известняки, соответственно, на 91,88, 87,25 и 88,67 % мас. состоят из СаСО3 (см. табл. 1). Согласно вышеизложенным теоретическим выкладкам, при обработке углекислым газом в жидкой фазе опытных образцов будет образовываться углекислая соль - гидрокарбонат кальция. Са(НСО3)2 может существовать только в растворенном состоянии, а при удалении (испарении) жидкости откладывается

на поверхности в виде СаСОз [18, 21]. Таким образом, кристаллы СаСОз, новообразованные из Са(НСО3)2, должны откладываться на поверхности зерен мраморовидного известняка, увеличивая площадь контакта между зернами, и повышать, тем самым, прочность образцов.

В табл. 2 приведены результаты прочности на сжатие опытных известняковых образцов после выдерживание их в среде повышенной концентрации углекислого газа в течение з ч в зависимости от водосодержания сырьевой смеси.

Таблица 2

Прочность на сжатие опытных образцов в зависимости от водосодержания

формовочной смеси (время обработки углекислым газом 3 ч)

Начальное водосодержание смеси, % мас. Вид известняка Прочность на сж МП атие образцов, а Прирост (+), снижение (-) прочности после карбонизации, %

до обработки углекислым газом после обработки углекислым газом

5,0 Мраморовидный 3,44 5,38 +56,4

Нуммулитовый 4,01 3,35 -16,5

Известняк-ракушечник 2,64 2,31 -12,5

7,5 Мраморовидный 3,37 5,24 +55,5

Нуммулитовый 4,58 3,77 -17,5

Известняк-ракушечник 2,83 2,26 -20,0

10,0 Мраморовидный 3,25 5,00 +53,6

Нуммулитовый 4,81 3,90 -18,9

Известняк-ракушечник 2,64 2,03 -23,2

12,5 Мраморовидный 3,15 4,19 +33,0

Нуммулитовый 3,77 2,83 -25,0

Известняк-ракушечник 2,50 1,98 -20,8

Из данных табл. 2 видно, что прочность образцов из спрессованных известняков после выдерживания в среде углекислого газа изменяется в зависимости от вида известняка. У образцов из мраморовидного известняка она растет (на 33 - 56,4 % относительно прочности образцов-сырцов), а на нуммулитовом известняке и известняке-ракушечнике - снижается (на 12,5 - 25,0 %). Изменение прочности образцов зависит от начального содержания формовочных смесей. С увеличением водосодержания формовочной смеси прочность на сжатие всех образцов снижается.

У всех групп опытных образцов прочность с увеличением водосодержания сырьевой смеси снижается. Это явление можно объяснить следующим образом. С увеличением водосодержания в системе появляется некоторое количество свободной воды, т. е. воды, не адсорбированной на поверхности зерен известняка, и которая со временем удаляется из системы, просачиваясь по порам между зернами известняка. Гидрокарбонат кальция, образующийся в результате взаимодействия СаСО3 известняка и углекислоты, может существовать только в водном растворе. Таким образом, часть образовавшегося Са(НСО3)2 удаляется из образцов вместе со свободной водой и не участвует в склеивании зерен известняка карбонатным цементом, состоящим из новообразованного СаСО3, возникающего при термическом разложении Са(НСО3)2.

Снижение прочности на сжатие образцов из нуммулитового известняка и известняка-ракушечника связано с морфологией известняков. Мраморовидный известняк

является продуктом метаморфизации известняков, это плотная перекристаллизованая порода с мелко- и тонкозернистой структурой, состоящая в основном из карбоната кальция. Нуммулитовый известняк и известняк-ракушечник представляют собой осадочные, неоднородные горные породы, состоящие из раковин или их обломков различной величины, сцементированные карбонатным цементом. Вопрос влияния СО2 на разложение карбоната кальция различных известняков еще предстоит более подробно и точно изучить методами электронной микроскопии и рентгенофазового анализа, но, судя по экспериментальным результатам табл. 2, определенно можно сказать, что углекислота разрушает материал раковин, из которых состоят нуммулитовые известняки и известняки-ракушечники, или растворяет карбонатный цемент, скрепляющий эти раковины в единый конгломерат. У мраморовидных же известняков растворение СаСОз происходит на поверхности частиц карбоната кальция, не разрушая самой структуры материала, и образующийся гидрокарбонат кальция служит связующим веществом склеивающий зерна известняка в единый монолит.

Для проверки влияния времени действия углекислого газа на известняк была проведена серия опытов изменения прочности на сжатие образцов, изготовленных из сырьевой смеси мраморовидного известняка водосодержанием 10 % мас., на протяжении трех часов обработки их СО2. Экспериментальные данные представлены в табл. 3, результаты графической обработки показаны на рис. з.

Таблица 3

Прочность на сжатие опытных образцов полусухого прессования из мраморовидного

известняка в зависимости от времени обработки углекислым газом

№ п/п Время обработки СО2, ч Прочность на сжатие, МПа Прирост прочности, %

1 0 3,25 0

2 0,25 5,99 84,1

3 0,5 5,66 73,9

4 1,0 5,00 53,6

5 1,5 5,28 62,3

6 2,0 4,95 52,2

7 2,5 5,19 59,4

8 3,0 5,00 53,6

Время карбонизации, ч

Рис. 3. Зависимость изменения прочности на сжатие опытных образцов из мраморовидного известняка от времени обработки их углекислым газом

Опытные данные, представленные в табл. 3 и рис. 3, показывают, что изменение прочности на сжатие с течением времени носит скачкообразный характер и снижается с увеличением продолжительности обработки образцов углекислым газом: после карбонизации образцов в течение 0,25 ч прочность повышается на 84,6 %, а после 3,0 ч карбонизации превышение прочности в сравнении с прочностью образцов-сырцов составляет 53,6 %. Такой скачкообразный характер может быть объяснен тем, что в начальный период обработки мраморовидного известняка углекислым газом в системе «известняк - вода - углекислый газ» на поверхности частичек известняка образуется большое количество гидрокарбоната кальция, который покрывает всю поверхность зерен известняка и при переходе в карбонат кальция при нагревании склеивает зерна известняка карбонатным гелем. С увеличением времени воздействия углекислого газа новообразованный карбонат кальция растворяется и вместе с образующейся в результате химических реакций водой частично удаляется из системы. Из полученных данных можно сделать вывод, что процесс образования гидрокарбоната кальция в системе, состоящей из известняка, при обработке ее углекислым газом быстрый, не растянут во времени и известняковый наполнитель в искусственно карбонизируемых составах является не инертной составляющей, а активным компонентом, участвующим в процессах твердения, структурообразования и формирования физико-механических свойств получаемого материала.

Выводы

1. Разработан и графически представлен механизм карбонизации известкового теста. Карбонизация известняковых вяжущих проходит в три этапа, во время протекания которых в системе «Са(ОН)2 - Н2О - СО2» неизменно возникает гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2, из которого образуется конечный продукт реакции карбонизации СаСО3, т.е., образование карбоната кальция в системе является не причиной превращения Са(НСО3)2 в СаСО3, а его следствием.

2. Гидрокарбонат кальция, возникающий в системе «известь (известняк) - вода -углекислый газ», способствует повышению прочностных характеристик получаемого материала. Установлено, что известняковый наполнитель является компонентом активно участвующим в процессах формирования структуры и свойств материалов, твердеющих в среде СО2. Углекислота взаимодействует с СаСО3 известняка, растворяет верхний слой его зерен и в системе возникает Са(НСО3)2, который служит связующим веществом склеивающий зерна известняка с активной обнаженной поверхностью в единый монолит.

3. Выявлено влияние вида известнякового наполнителя в формировании физико-механических свойств композитов на основе извести карбонизационного типа твердения. Известняки органогенного происхождения (нуммулитовые, известняки-ракушечники) могут снижать прочностные свойства материала из-за агрессивного действия углекислоты на раковины, - материала составляющего основу данных видов известняков, -вызывающей коррозию последних или растворяет карбонатный цемент, скрепляющий эти раковины в единый конгломерат. Метаморфизированные известняки (мраморовидные) активно участвуют в структурообразовании материалов карбонизационного твердения и способствуют получению прочного и однородного карбонаткальциевого конгломерата.

Список литературы

1. Сычев М.М. Систематизация вяжущих веществ / Сычев М.М. // Журнал прикладной химии. - 1970. - № 3. - С. 528 - 533.

2. Байков А.А. Труды в области общей и физической химии. Разложение природных углекислых солей при нагревании / Байков А.А. Собрание трудов. - М. - Л: изд. и 1-я тип. Изд-ва Акад. наук СССР в Лгр., 1950. - II т. - С. 565 - 575.

3. Зацепин К.С. Известковые карбонизированные строительные материалы / Зацепин К. С. // Сборн. материалов Московского науч.-технич. совещания по жил.-гражд. строит., строит. материалам и проектно-изыскат. работам. Т. 2. -М: Московская правда, 1952. - C. 283 - 290.

4. Matsuda O. Experimental study of the manufacture of building materials by carbonation of slaked lime / Matsuda O., Yamada H. // Sekko to sekkai = Gypsum & Lime. - 1973. -№ 125. - P. 8 - 17.

5. Aono T. Studies on the reactions between gas and solid, part II: absorption of CO2 by CaO and Ca(OH)2 / Aono T. // Bulletin of the Chemical Society of Japan. - 1931. - № 6. -P. 319 - 324.

6. Михайлов Н.Н. Искусственная карбонизация как способ повышения активности доломитового вяжущего / Михайлов Н.Н., Кузнецов А.М. // Строительные материалы.

- 1960. -№ 9. - С. 28 - 30.

7. Zalmanoff N. Carbonation of Lime Putties To Produce High Grade Building / N. Zalmanoff // Rock Products. - 1956. - August. - P. 182 - 186.

8. Zalmanoff N. Carbonation of Lime Putties To Produce High Grade Building / N. Zalmanoff // Rock Products. - 1956. - September. - P. 84 - 90.

9. Гершберг О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий / Гершберг О.А. -М.: Стройиздат, 1965. - 327 с.

10. Алексеев С.Н. Кинетика карбонизации бетона / Алексеев С.Н., Розенталь Н.К. // Бетон и железобетон. - 1969. - № 4. - С22 - 24.

11. Алексеев С.Н. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде / Алексеев С.Н., Розенталь Н.К. - М.: Стройиздат, 1976. - 205 с.

12. Воробьев А.А. Влияние карбонизации на физико-механические свойства автоклавного газобетона с тонкомолотыми карбонатными добавками / Воробьев А.А. // Строительные материалы. - 1971. - №2. - С. 32 - 33.

13. Brouwer J.P. Mineral carbonation for CO2 storage. [Электронный ресурс] / Brouwer J.P., Feron P.H.M. // First International Conference on Accelerated Carbonation. - Режим доступа: http://www.iscowa.org/ 28.01.2011.

14. Cizer O. Carbonation reaction of lime hydrate and hydraulic binders at 20°C. [Электронный ресурс] / Cizer O., K. Van Balen, D. Van Gemert // Forum italiano calce. Режим доступа: http://www.iscowa.org/ 28.01.2011.

15. Cizer O. Crystal morphology of precipitated calcite crystated calcite crystals from accelerated carbonation of lime binders. [Электронный ресурс] / Cizer O., K. Van Balen, D. Van Gemert // Forum italiano calce. - Режим доступа: http://www.iscowa.org/ 28.01.2011.

16. Cultrone G. Forced and natural carbonation of lime-based mortars with and without additives: Mineralogical and textural / Cultrone G., Sebastián E., Ortega Huertas M. // Cement and Concrete Research Volume 16. - 2005. - Issue 12. - P. 278 - 289.

17. Любомирский Н.В. Формирование структуры известкового теста при твердении в среде углекислого газа / Любомирский Н.В., Локтионова Т.А. // Motrol. Motoryzacja I energetyka rolnictwa. - Simferopol-Lublin. - 2009. - Vol. 11A. - P. 239 - 246.

18. Любомирский Н.В. Термодинамическое обоснование искусственной карбонизации извести / Любомирский Н.В. // Вгсник Одесько'1 державно'1 академп будiвництва та архгтектури. - Одеса: Зовшшрекламсервю. - 2010. - Вип. № 38. - С. 426 - 430.

19. Любомирский Н.В. Особенности карбонизации известковых вяжущих материалов / Любомирский Н.В. // Вгсник Донбасько'1 нащонально'1 академп будiвництва i архггектури. - Макпвка: ДонНАБА. - 2010. - Вип..№5(85)2010. - С. 121

- 126.

20. Lyubomirsky N. The resource saving technology for obtaining facing artificially carbonated products and economic efficiency of their production / [N. Lyubomirsky, T. Bakhtina, A. Bakhtin, D. Vorobiev, A. Jalyal] // Energy-saving and Ecological Materials, Installations and Technology in Construction. - Biala Podlaska: Wydawnictwo PSW JPII. -2012. - P. 115 - 122.

21. Иванов А. М. Кинетические аспекты и химические процессы химической технологии / Иванов А.М. - Тула: КПИ, 1988. - 100 с.

22. Любомирский Н.В. Автоматическая установка и методика изучения процесса карбонизации извести / [Любомирский Н.В., Федоркин С.И., Локтионова Т. А., Носатов В.Г.] // Строительство и техногенная безопасность. - Симферополь: НАПКС. - 2007. - Вып. 19-20. - С. 74 - 78.

23. Эммануэль Н.М. Курс химической кинетики / Эммануэль Н.М., Кнорре Д.Г. - М.: Высшая школа, 1984. - 463 с.

УДК 667.5.032.4:661.822.22-14

ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ ТИТАНОВЫХ ПИГМЕНТОВ ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Павлуненко Л.Е., Губа Л.Н.

Полтавский университет экономики и торговли

Представлен химический состав и некоторые технические характеристики диоксида титана универсальных марок отечественных и зарубежных производителей, оптимально сочетающих хорошие оптические свойства и продолжительный срок службы, используемых в красящих составах на основе различных пленкообразующих компонентов, применяемых для наружных и внутренних работ. Рассматриваемые пигменты представляют собой рутильные формы диоксида титана, полученные сульфатным или хлоридным методом с обработкой поверхности частиц неорганическими и/или органическими составами.

Проведен анализ основных физико-химических и технических характеристик. Рассмотрено влияние дисперсности на выполнение основной функции и экономичность белого титанового пигмента различных марок.

диоксид титана, титановый пигмент

Введение

Диоксид титана вводится в состав лакокрасочных материалов для отбеливания, улучшения укрывистости, защиты покрытий от разрушительных ультрафиолетовых лучей, предотвращения старения плёнки и пожелтения окрашенных поверхностей.

В Украине пигментный диоксид титана производят ЧАО «Титан» (Crimea) и ПАО «Сумыхимпром» (SumTitan). Наряду с отечественными марками, производителям лакокрасочных материалов предлагают зарубежную продукцию. К числу наиболее известных украинским потребителям, относятся марки титанового пигмента производимые в Китае (Lomon, Pangang Group), США (Du Pont Ti-Pure®), Германии (Kronos Titan GmbH), Англии (Huntsman Tioxide R-TC), Словении (Cinkarna Celje d.d.), Чехии (Precheza), Польши (Tytanpol), Саудовской Аравии (Cristal Global).

При выборе поставщика потребители выдвигают главный критерий - соотношение цены и качества. Обычно, решение о выборе пигмента того или иного производителя, принимается на основании изучения его характеристик, изложенных в описании, техническом паспорте и сертификате продукта, представленных производителем или дистрибьютором.

В 2012 году цена за тонну американского и европейского диоксида титана в среднем составляла около 50 тысяч гривень, а украинского и китайского - в два раза меньше [1]. В связи с этим представляется целесообразным изучить основные характеристики различных марок диоксида титана, реализуемых в Украине.

Анализ публикаций

Соединения титана широко распространены в природе в виде нескольких кристаллических модификаций: анатаз, рутил и брукит. Все эти минералы имеют