CC BY
51
Ключевые слова: очистка сточных вод, биотехнология, ресурсосбережения, малые населенные пункты, биоинженерные пруды.
Швед Олекса Мирославович, асшрант, кафедра технологи бюлоглчно активних сполук, фармацп та бютехнологп, Нащональний утверситет «Львiвська полтехнка», Украта, e-mail: oleksa.shved@gmail.com.
Червецова Верошка ГенадИвна, кандидат бiологiчних наук, доцент, кафедра технологи бюлоглчно активних сполук, фармацп та бютехнологп, Нащональний утверситет «Львiвська полтехнка», Украта, e-mail: chervetsova@mail.ru. Петрта Романа Омелятвна, кандидат технчних наук, доцент, кафедра технологи бюлоглчно активних сполук, фармацп та бютехнологп, Нащональний утверситет «Львiвська полi-технка», Украта, e-mail: rpetrina@i.ua.
Новшов Володимир Павлович, доктор хiмiчних наук, профе-сор, завгдувач кафедри технологи бюлоглчно активних сполук, фармацп та бютехнологп, Нащональний утверситет «Львiв-ська полтехнжа», Украта, e-mail: vnovikov@polynet.lviv.ua.
Швед Олекса Мирославович, аспирант, кафедра технологии биологически активных соединений, фармации и биотехно-
логии, Национальный университет «Львовская политехника», Украина.
Червецова Вероника Геннадиевна, кандидат биологических наук, доцент, кафедра технологии биологически активных соединений, фармации и биотехнологии, Национальный университет «Львовская политехника», Украина.
Петрина Романа Емельяновна, кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии биологически активных соединений, фармации и биотехнологии, Национальный университет «Львовская политехника», Украина.
Новиков Владимир Павлович, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии биологически активных соединений, фармации и биотехнологии, Национальный университет «Львовская политехника», Украина.
Shved Oleksa, Lviv Polytechnic National University, Ukraine, e-mail: oleksa.shved@gmail.com.
Chervetsova Veronika, Lviv Polytechnic National University, Ukraine, e-mail: chervetsova@mail.ru.
Petrina Romana, Lviv Polytechnic National University, Ukraine, e-mail: rpetrina@i.ua.
Novikov Volodymyr, Lviv Polytechnic National University, Ukraine, e-mail: vnovikov@polynet.lviv.ua
УДК 666.9.035 001: 10.15587/2312-8372.2015.43747
вплив Г1ДР0Ф0Б1ЗУЮЧНХ ДОБАВОК НА ВЛАСТИВОСТ1 ЦЕМЕНТ1В
Дослгджено вплив олегновог кислоти на ф1зико-механ1чн1 властивостг товарного цементу, клгнкеру г доменного шлаку та властивостг цементгв на гх основг. Виявленг позитивнг та не-гативнг стороны застосування олегновог кислоти як ггдрофобгзуючог добавки г запропоновано застосування двокомпонентног добавки на гг основг в якостг ггдрофобгзатора.
Ключов1 слова: товарний цемент, клткер, доменний шлак, ггдрофобгзуюча добавка, мщнгсть, вологопоглинання.
Флейшер Г. Ю., Токарчук В. В., Свщерський В. А.
1. Вступ
Пдрофшьтсть цементу, тобто здаттсть його 1 в порош-копод1бному сташ, 1 в сташ цементного каменю добре змочуватися водою, призводить до багатьох небажаних наслщюв. Наприклад, при помел1 клшкеру адсорбована волога сприяе налипанню найдр1бшших частинок на помольш тша, що ускладнюе роботу млина. Шд час транспортування та зберкання цемент поглинае вологу з навколишнього середовища 1 внаслвдок цього втрачае мщшсть. В процеа виготовлення бетонних та розчи-нових сумшей цемент 1ммобш1зуе значний надлишок води, що збшьшуе порувапсть цементного каменю та шюдливо впливае на його мщшсть та стшюсть. Нарешп, при тривалш дн води на тверд1 цементш матер1али 1х експлуатацшш властивост можуть суттево попрши-тися [1]. Тому з метою обмеження негативного впли-ву води на вс1х етапах виготовлення та застосування цементу використовують спещальний вид цементу — пдрофобний.
На сьогодш в лггератур1 та практищ зустр1чаються досить суперечлив1 дат щодо можливост використання певних оргашчних речовин в якост пдрофоб1зуючих
добавок. В першу чергу це стосуеться оргашчних жир-них кислот та р1зномаштних вщход1в промисловост! Актуальною задачею в такому випадку е багатосторонне дослщження мехашзму впливу вже кнуючих добавок та пошук альтернативних вар1ант1в серед вщход1в, особливо харчово! промисловосп, численна кшьюсть яких представлен! жирами, жирними кислотами та 1х похщними.
2. Анал1з л1тературних даних та постановка проблеми
Пдрофобний цемент отримують введенням гщро-фоб1зуючих добавок при помел1 цементного клшкеру. Кр1м того, товарному цементу можна надати пдро-фобних властивостей шляхом його повторного помелу в млинах в присутност пдрофоб1затора.
До пдрофоб1зуючих добавок належать речовини, як м1стять полярш молекули, 1 здатш при адсорбцн на поверхш цементних зерен до взаемодн з юнами кальщю та магшю. В результат! тако1 взаемодн утворюються кальщев1 та магшев1 пдрофобш сол1, ор1ентоваш по-лярними частинами до зерен цементу, а вуглеводневими радикалами в поровий розчин.
32 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 3/4(23], 2015, © Флейшер Г. Ю., Токарчук В. В.,
Свщерський В. А.
При правильному виборi riдрофобiзуючоi добавки отриманий гiдрофобний цемент мае невелику пгроско-пiчнiсть, не змочуеться водою та здатен тривалий час зберкатися навиь у вологому середовищд без втрати активностi. Це пояснюеться тим, що орiентованi на поверхш вуглеводневi радикали гiдрофобiзаторiв утво-рюють захисний шар.
Однак властивiсть цементу не змочуватися не повинна перешкоджати виготовленню бетонних (розчино-вих) сумшей звичайним шляхом. Зачинення цементу можливе лише тод^ коли в процес перемiшування вiн змочуеться водою. Для нормального змшування не-обхщно, щоб гiдрофобна оболонка не була суцшьною i щоб вона легко руйнувалася в процес виготовлення бетонноi (розчиновоi) сумiшi. Потрiбно, щоб захисна плiвка на зернах цементу мала «атчасту» будову, тодi достатньо незначних порушень ii цiлiсностi, щоб поча-лася гiдратацiя цементу.
Речовинами, придатними до застосування у скла-дi гiдрофобних цементiв, вважаються нафтеновi мила, кислоти оле'нова [2] та оле'но-рицинова, стеаринова, пентахлорфенол, рiзноманiтнi смоли, вкк, мила, вiдходи рафiнування продовольчих жирiв та масел тощо [3]. Запропоновано застосовувати ряд рослинних олш [4].
3. 06'ект, Ц1л1 та задач1 дослщження
Об'ектами даного дослгдження е досить суперечли-вий (з точки зору доцшьносп застосування) пдрофобь затор як олешова кислота та пдрофобна композищя, представлена олеiновою кислотою та одним з вiдходiв харчовоi промисловость
Мета даног роботи полягае у дослщженш впливу олеiновоi кислоти та дослiдноi гiдрофобноi компози-ц11 на фiзико-механiчнi показники товарного цементу, клшкеру i портландцементу на його основi та доменного шлаку i шлакопортландцементу на його основi. Основними критерiями ефективностi були збiльшення гщрофобних властивостей при збереженнi нормального набору мщносп цементами.
Для досягнення поставленоi мети необхiдно виконати такi основш дослiдження:
1) визначити, наскiльки ефективними riдрофобiзую-чими добавками е олешова кислота та пдрофобна композищя, шляхом визначення вологопоглинання оброблених ними цеменпв та активних мшеральних добавок;
2) визначити вплив цих добавок на одну з найваж-ливших властивостей цеменпв — мщшсть, а також нор-мальну густину, термши тужавлення i вплив на швидюсть помелу клiнкеру та активноi мiнеральноi добавки.
4. Матер1али та методи дослщження
Для дослiдження застосовувалися: цементний клшкер, доменний шлак Алчевського металургiйного комбiнату, портландцемент типу I марки 500 ПАТ 1вано-Франювськ-цемент, техтчна олеiнова кислота, добавка Д-149-2. Д-149-2 е продуктом переробки вiдпрацьованоi соняшниковоi олii i складаеться з дiетаноламiду жирних кислот, метилового ефiру, солей жирних кислот, дiетаноламiну та глщерину.
Для визначення ефективностi дп олеiновоi кислоти як гiдрофобiзуючоi добавки було проведено ряд дослщжень:
— олешова кислота в концентращях 0,2, 0,6 та
1,0 мас. % змшувалася в лабораторному кульовому
млиш з товарним цементом протягом 7 хв, тсля чого для пдрофобного цементу визначалися нормальна густина, термши тужавлення, мщшсть на стиск, гщрофобшсть за показниками вологопоглинання;
— олешова кислота в концентращях 0,055, 0,105 та 0,155 мас. % вводилася окремо до клшкеру та доменного шлаку тд час помелу '¿х в лабораторному кульовому млиш;одночасно з помелом проводив-ся ситовий аналiз; для клшкеру та шлаку окремо дослщжувалася кшетика вологопоглинання;
— з отриманих клшкеру та шлаку готувався портландцемент та шлакопортландцемент, для яких ви-значалися нормальна густина, термши тужавлення та мщшсть на стиск.
З метою визначення ефективност дп композицп на основi Д-149-2 i олеiновоi кислоти були проведет наступш дослщження:
— композищя (олешова кислота:Д-149-2 = 1 : 1) в концентращях 0,055, 0,105 та 0,155 мас. % вводилася в кульовий млин при помелi клшкеру та шлаку; одночасно проводився ситовий аналiз, а для клшкеру та шлаку окремо дослщжувалася кшетика вологопоглинання;
— з клшкеру та шлаку готувалися портландцемент та шлакопортландцемент, для яких визначалися нормальна густина, термши тужавлення, мщшсть на стиск та показники водопоглинання.
З клшкеру готувався портландцемент з наступним стввщношенням компоненпв, (мас. %): клшкер — 95, гшсовий камшь — 5. З шлаку готувався шлакопорт-ландцемент з наступним стввщношенням компонен-пв, (мас. %): клшкер — 47,5, гшсовий камшь — 2,5, доменний шлак — 50,0.
Нормальна густина, термши тужавлення [5] та мщшсть на стиск [6] визначалися за стандартними методиками.
Водопоглинання цеменпв проводилося аналопчно стандартнш методищ визначення ефективносп пдро-фiбiзуючих добавок для бетошв. З метою забезпечення однаковосп умов проведення дослщу зразки цеменпв з добавками формувалися при однаковому водо-цемент-ному вщношенш [7].
Початковi розмiри зерен клшкеру та шлаку до помелу знаходилися в межах 0,00-0,63 мм. Помел матерiалiв проводився до повного проходження ^зь сито № 008.
Дослщження кшетики вологопоглинання проводилося при 100 % вологосп [8]. Рекомендований час витримки 3-6 мксящв. Якщо через 3-6 мксящв вологопоглинання обробленого цементу буде в 2-4 рази менше за волого-поглинання звичайного цементу, то оброблений матерiал можна вважати пдрофобним.
5. Результати впливу олешово! кислоти та модифшовано! оле'Ёново! кислоти
5.1. Оле!нова кислота. Дослiднi данi свiдчать про те, що олешова кислота е ефективною гiдрофобiзую-чою добавкою, осюльки показники вологопоглинання гiдрофобного цементу (рис. 1) в 3-4 рази меншi за показники звичайного портландцементу.
Варто зазначити, що збшьшення вмшту кислоти не-значно впливае на збшьшення гiдрофобностi. В такому випадку концентращю 0,2 мас. % можна вважати оптимальною, тобто такою, за яко' вщбуваеться ефективна гiдрофобiзацiя поверхнi зерен цементу.
Рис. 1. Кшетика вологопоглинання товарного цементу з олешовою кислотою
Однак, надаючи цементу гiдрофобних властивостей, олешова кислота гальмуе наростання мщносп цементу залежно вiд концентраци в 1,2-2,0 рази (табл. 1).
Таблиця 1
Ф1зико-механ1чш властивост1 товарного цементу з добавкою оле'шово!' кислоти
Концен-тращя, мас. % Нормальна густи-на, % Термши тужавлення, год-хв Мщшсть на стиск, МПа, у вщ1, д1б
початок кшець 2 7 28
0,0 28,0 0-35 3-35 20,6 31,0 36,8
0,2 28,5 0-50 4-05 15,8 24,9 23,5
0,6 29,0 0-50 4-00 13,4 20,3 21,3
1,0 29,5 0-55 4-35 10,0 14,6 20,6
Враховуючи негативний вплив кислоти на тверднен-ня товарного цементу була здшснена спроба вводити кислоту при помелi клiнкеру та активних мiнеральних добавок. Осюльки збiльшення вмiсту кислоти понад 0,2 мас. % не призводить до значного покращення гщрофобних властивостей, було обрано ряд концентрацш менше 0,2 мас. %.
Слщ зазначити, що олешова кислота та композищя з не! вводилися в концентращях 0,055, 0,105 та 0,155 в клшкер або шлак при помелу з яких попм готували вщповщш цементи. Тому в подальшому концентраци добавок зазначаються не вщ маси цементу, а вщ маси клiнкеру або шлаку в цемент!
Швидюсть помелу клшкеру кислота прискорюе лише при концентращях порядку 0,155 мас. %, а швидюсть помелу шлаку кислота, навпаки, гальмуе (табл. 2). Однак, юнцеве значення залишку матерiалу на сип № 008 можна вважати приблизно однаковим.
Вологопоглинання клшкеру олешова кислота змен-шуе досить ефективно i по мiрi збшьшення концентраци кислоти вологопоглинання зменшуеться приблизно од-наково (рис. 2). Чого не можна сказати про доменний шлак (рис. 3).
Вологопоглинання шлаку саме по to6î значно менше за вологопоглинання клшкеру i тсля 3 тижтв витримки у вологому середовишд майже припиняеться. Олешова
кислота в такому випадку помино не збшьшуе гщро-фобнiсть шлаку
Таблиця 2
Дисперсшсть клшкеру та шлаку, розмелених з олешовою кислотою
Концентращя оле'шово!' кис-лоти, мас. % Залишок клшкеру на сип № 008, мас. %, тсля хв. помелу Залишок клшкеру на сип № 008, мас. %, тсля хв. помелу
20 40 30 60 80
0,000 18,0 2,0 35,0 5,0 1,5
0,055 19,0 0,0 41,0 5,0 2,3
0,105 19,0 0,0 45,0 6,0 2,0
0,155 13,0 0,0 45,0 7,0 2,0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Час витримки у вологому середовищ1, thjkhî
Рис. 2. Кшетика вологопоглинання клшкеру, розмеленого з олешовою кислотою
1.8
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Час витримки у вологому середовищ! тмжн
Рис. 3. Кшетика вологопоглинання шлаку, розмеленого з оленовою кислотою
Щодо показниюв мiцностi, можна констатува-ти (табл. 3, 4), що навггь при невисоких концентращях кислота сповшьнюе термiни тужавлення та гальмуе розвиток мщносп цементу
Причому на портландцемент кислота мае значно бшьший вплив, шж на шлакопортландцемент. Це можна пояснити не лише бшьшими концентрацiями кислоти в портландцементу а й тим, що в портландцемент!
кислота обволiкаe зерна клшкеру, створюючи гщрофобну пл1вку, яка перешкоджае доступу води до зерен цементу В шлакопортландцеменп, навпаки, зерна цементу вшьт вiд такоï гiдрофобноï плiвки, що сприяе нормальному наростанню мщносп за рахунок гiдратацiï клiнкерноï частини.
Таблиця 3
Фiзик□-мехашчш властивост цементу на GCHGBi клiнкерy розмеленого з добавкою олешовт кислоти
Концен-трацiя, мас. % Нормальна густи-на, % Термши тужавлен-ня, год-хв Мщшсть на стиск, МПа, у вщ, даб
початок кшець 2 7 28
0,000 25,0 1-10 3-20 9,5 24,1 38,3
0,055 26,0 1-35 3-50 5,5 24,0 30,5
0,105 27,0 1-55 4-20 4,3 24,3 25,8
0,155 28,0 2-15 4-50 2,5 16,3 27,0
Таблиця 4
Фiзик□-мехашчнi властив□стi шлакопортландцементу на □сн□вi шлаку розмеленого з добавкою олешово!' кислоти
Концентращя олешовт кислоти, мас. % Нормальна густина, % Термши тужавлен-ня, год-хв Мщшсть на стиск, МПа, у вщ, даб
початок шнець 7 28
0,000 28,0 0-45 1-35 15,9 56,9
0,055 28,5 0-40 1-30 14,4 45,8
0,105 29,5 0-50 1-30 14,3 41,2
0,155 30,5 0-55 1-45 12,3 41,5
В уах трьох випадках (з товарним цементом, клшке-ром i шлаком) олеïнова кислота в рiзнiй мiрi, але сприяе збiльшенню термшу зберiгання порошкових матерiалiв, однак при цьому гальмуеться наростання мщносп, що особливо помггно для цементу та клшкеру. При чо-му мщшсть знижуеться не лише в ранш строки, але й марочна мщшсть сильно спадае. Тому була здшснена спроба зберегти позитивний вплив олеïновоï кислоти i одночасно усунути ïï негативний вплив на мщшсть цементу. Для цього до складу олеïновоï кислоти вво-дилися гiдрофобно-пластифiкуючi добавки.
5.2. Пдрофобна композицш. Рашше авторами статп були дослiдженi та описаш гiдрофобно-пластифiкуючi добавки на основi продукпв переробки вiдпрацьованоï соняшниковоï олн [9, 10]. Головним недолжом цих добавок е те, що для ïx розведення та отримання розчину необхщна велика кшьюсть води — мшмум в три рази бшьша кiлькостi самоï добавки. Тому добавки на основ1 вiдxодiв доцiльно розводити не водою, а оргашчним розчинником, тобто олешовою кислотою. Серед досль дженого ряду композицiй найефективнiшою виявила-ся композицiя на основi добавки Д-149-2 та олеïновоï кислоти iз спiввiдношенням компонентiв 1 : 1.
На вщмшу вiд чистоï кислоти, композищя прискорюе помел клiнкеру та не впливае на швидюсть помелу шлаку (табл. 5). Як i в попередньому випадку кшцев1 величини залишюв на сип можна вважати приблизно однаковими.
З точки зору ефективносп гiдрофобiзацiï клшкеру, пдрофобна композищя дiе аналопчно чистiй кис-лоп (рис. 4).
Таблиця 5
Дисперсшсть клшкеру та шлаку, розмелених з композицию Д-149-2 : олинова кислота
Концентра-щя, мас. % Залишок клшкеру на сип № 008, мас. %, шсля хв. помелу Залишок клшкеру на сип № 008, мас. %, шсля хв. помелу
20 40 30 60 80
0,000 15,0 0,7 35,0 5,0 1,7
0,055 11,0 0,5 35,0 4,0 1,5
0,105 7,0 0,0 40,0 5,0 1,0
0,155 6,0 0,0 39,0 4,0 1,6
8
—+— -0,000 мае. %
—е- 0,055 мас. %
—t— -0,105 мас. %
0,155 мас. %
X
ГС i
I 4
s ц
0
1 3
1 • /
oé^——i-1-1-1-1-1-1-
012345678 Час витримки у Бологому середовиш l тижн!
Рис. 4. Кшетика вологопоглинання клшкеру, розмеленого з композицию Д-149-2 : оленова кислота
Iнакшi результати спостерiгаються для шлаку (рис. 5). I так невелике вологопоглинання шлаку зменшуеться в 4 рази. Причому збшьшення концентрацн добавки взагалi не впливае на змшу гiдрофобниx властивостей.
2.5
О 2 4 6 8 10 12 14
Час витримки у Бологому середовиш i тижы
Рис. 5. Кшетика вологопоглинання шлаку, розмеленого з композицию Д-149-2 : оленова кислота
Змша водопоглинання для портландцементу та шла-копортландцементу мае протилежний характер (табл. 6).
Водопоглинання портландцементу зменшуеться, осюль-ки захисна плiвка гiдрофобноï композицiï перешкоджае
доступу води до цементу. Водопоглинання шлакопорт-ландцементу тсля 2 д!б тверднення приблизно одна-кове, а в подальшому, навпаки, збшьшуеться. Можна зробити висновок, що пдрофобна композищя реагуе з продуктами гщратацп цементу i тсля перших дтв тверднення ïï захисний шар зникае (що пщтверджуе пщвищеш показники мщносп цеменпв з композицiею).
Таблиця 6
Водопоглинання портландцементу та шлакопортландцементу з композищЕю Д-149-2 : оленова кислота
Концен-тращя, масс. % В/Ц, % Водопоглинання портландцемент, мас. %, у вщ1, д1б В/Ц, % Водопогли-нання шлако-портландцемент, мас. %, у вщ1, д1б
2 7 28 2 7 28
0,000 28,0 17,1 15,4 12,1 23,5 18,2 15,2 13,6
0,055 28,0 15,8 13,6 10,0 23,5 18,3 17,3 14,8
0,105 28,0 14,5 12,7 9,6 23,5 18,5 17,1 15,2
0,155 28,0 14,1 11,9 8,7 23,5 18,8 17,6 15,6
Пдрофобна композищя, введена при помелi клшкеру, впливае аналопчно олеïновiй кислот!, що особливо по-мино на 2-гу добу тверднення. На 7-му добу задовшьш результати отримано для цементу з вмштом композицп 0,055 мас. % (табл. 7).
Таблиця 7
Ф1зико-мехашчш властивост1 цементу на основ1 клшкеру з композиц1Ею Д-149-2 : оленова кислота
Концен-тращя, мас. % Нормальна густина, % Термши тужав-лення, год-хв Мщшсть на стиск, МПа, у вщ1, д1б
початок шнець 2 7 28
0,000 23,0 1-00 3-40 6,8 30,1 38,1
0,055 23,0 1-15 5-05 3,9 30,4 37,6
0,105 23,5 0-50 5-00 3,6 28,4 32,8
0,155 24,0 0-45 4-45 2,1 22,0 28,0
У випадку доменного шлаку результати кращ! Мщшсть шлакопортландцементу на 2 та 7 добу зменшуеться, але в меншш м!р! шж у портландцементу, а на 28 добу, навпаки, мщшсть шлакопортландцементу з добавками вища, за мщшсть останнього без добавок (табл. 8).
Таблиця 8
Ф1зико-мехашчш властивосп цементу на основ1 клшкеру з композищЕю Д-149-2 : олешова кислота
Концен-тращя, мас. % Нормальна густина, % Термши тужавлен-ня, год-хв Мщшсть на стиск, МПа, у вщ1, д1б
початок кшець 2 7 28
0,000 27,0 1-35 3-25 6,9 15,9 33,8
0,055 27,0 1-00 3-10 4,7 13,9 38,8
0,105 26,5 0-50 3-00 4,6 13,8 37,5
0,155 26,5 0-45 3-05 4,5 13,0 34,3
Варто також зазначити, що на вщмшу вщ олеïновоï кислоти, яка або не впливае на термши тужавлення (для шлакопортландцементу), або '¿х сповшьнюе (для то-
варного цементу та клшкеру), пдрофобна композищя в ряд! випадюв прискорюе тужавлення.
Б. Обговорення результат1в дослщження впливу олешово*! кислоти та модифжовано*! олешово*! кислоти
Дослщження впливу олеïновоï кислоти виявило, що дана добавка е ефективною гщрофоб!зуючою добавкою для товарних цеменпв та клiнкерiв, що пiдтверджують даш рис. 1 та 2. Вологопоглинання оброблених цеменпв та клшкеру, як i вимагаеться в методищ [8], зменшуеться залежно вщ концентраци в 2-4 рази. Для доменного шлаку такого ефекту не спостеркаеться. При цьому як зазначаеться в деяких лиературних джерелах [2], олешова кислота суттево гальмуе наростання мщносп цеменпв. Причому можна помиити, що мщшсть клшкеру знижуеться приблизно так само, як знижуеться мщшсть товарного цементу (табл. 1, 3), хоча вмшт кислоти р!з-ний. Отже, при помелi олешова кислота, адсорбуючись на новоутворених активних цементрах зерен клшкеру, кршиться до них сильшше, i пщ час гщратацп такий захисний шар руйнуеться важче. В товарному цеменп активш центри поверхш зерен частково погашен! за рахунок фiзичноï адсорбцп вологи та деяких газ!в з повиря. Тому залишаеться менша кшьюсть центр!в для адсорбцп олеïновоï кислоти i такий захисний шар пщ час гiдратацiï руйнуеться легше. Тому з точки зору ефекту гiдрофобiзацiï добавки краще вводити при по-мелi клiнкеру.
Гiдрофобна композищя, розроблена з метою усунен-ня негативного впливу олеïновоï кислоти на мщшсть цеменпв, показала гарш результати. Гщрофоб!зуючий вплив на клiнкер не зменшився, а на шлак — збшьшив-ся. Це можна пояснити характером взаемодп добавок з! шлаком i клшкером. Олеïнова кислота взаемодiе з iонами кальцiю та магшю на поверхнi клiнкеру, за рахунок чого вщбуваеться фiксацiя ïï молекул на поверхш. А через значний вмкт склофази в доменному шлащ та наявшсть на поверхш юшв кисню, алюмiнiю та силщю адсорбцiя кислоти ускладнена. Молекули таких компоненпв гiдрофобноï композицiï як олешова кислота, сол! жирних кислот та глщерин здатнi вза-емодiяти з юнами кальц!ю та магн!ю, а атоми азоту д1етаноламдав жирних кислот та д1етаноламшу здатн! вступати в донорно-акцепторш зв'язки з атомами алюмь н!ю, яких сумарно в шлащ бшьше за кальц!й та магнш. Тому г!дрофобна композиц!я в цшому адсорбуеться на зернах шлаку краще.
При цьому все ж таки спостеркаеться гальмування набору мщносп в ранш строки, що можна пояснити процесом руйнування захисного шару на зернах по-рошюв. А вже тсля 7-ï доби тверднення з певними допущеннями можна вважати, що захисний шар зруй-новано i процесу гщратацп нщо не заважае.
Отримаш дан! пщтверджують, що олеïнову кислоту не можна однозначно вважати ефективною гщрофобь зуючою добавкою, оск!льки в процеа приготування цементного т!ста традиц!йним шляхом захисний шар молекул кислоти навколо зерен цементу клшкеру та шлаку не руйнуеться, або руйнуеться не в достатнш м1р1 Пдрофобна добавка, навпаки, ефективно фжсуеться на поверхш зерен порошюв i при цьому руйнуеться частково пщ замшування пста та остаточно пщ час
гщратацп. Тому, дана композищя може застосовуватися для виготовлення гщрофобних цеменпв, а подальшi дослщження варто спрямувати на усунення спаду мщносп в раншй перюд тверднення.
7. Висновки
З вище приведених даних можна зробити наступш висновки:
1. Доведено, що олешова кислота ефективно змен-шуе вологопоглинання товарного цементу та клшкеру i практично не впливае на збшьшення пдрофобносп доменного шлаку При цьому вщбуваеться гальмування мiцностi товарного цементу, портландцементу та шлакопортландцементу в ус термши тверднення.
2. Виявлено, що пдрофобна композищя ефективно зменшуе вологопоглинання i клшкеру, i шлаку. При цьому гальмування набору мщносп спостертаеться лише на 2-гу добу тверднення. В подальшому мiцнiсть рiвна або бшьша за мiцнiсть цементу без добавок.
3. Показано, що пдрофобна композищя на основi олешово'! кислоти та одного з вiдходiв харчово! про-мисловостi е ефективною гiдрофобiзуючою добавкою i може застосовуватися при виготовленш гiдрофобного цементу та для збшьшення тривалостi зберiгання активних мшеральних добавок.
Лiтература
1. Специальные цементы. Часть 3 [Электронный ресурс] / ООО Строй-Бетон. — Режим доступа: \www/URL: http:// www.ibeton.ru/a152.php. — 24.04.2015.
2. Griffin, D. F. Interim report on hydrophobic cement [Electronic resource] / D. F. Griffin, W. R. Lorman. — Arlington 12: Armed services technical information agency 1957. — 17 p. — Available at: \www/URL: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/ u2/221778.pdf. — 27.04.2015.
3. Вавржин, Ф. Химические добавки в строительстве [Текст] / Франтишек Вавржин, Радко Крчма. — М.: Издательство литературы по строительству 1964. — 288 с.
4. Justnes, H. Vegetable oils as water repellents for mortars [Electronic resource] / H. Justnes, T. A. Östron, N. Barnils Vila // Proceedings of the 1st international conference of Asian Concrete Federation. — Thailand, 2004. — Available at: \www/URL: http:// www.researchgate.net/publication/264849005_VEGETABLE_ OILS_AS_WATER_REPELLENTS_FOR_MORTARS. -29.04.2015.
5. ДСТУ EN 196-3:2007 (EN 196-3:2005, IDT). Методи випро-бування цементу. Частина 3. Визначення строгав тужавшня та р1вном1рност1 змши обе'му [Текст]. — Ки!в: МшБуд Украши, 2007. — 9 с.
6. ДСТУ EN 196-1:2007 (EN 196-1:2005, IDT). Методи випро-бування цементу. Частина 1. Визначення мщносп [Текст]. — Ки!в: МшБуд Украши, 2007. — 25 с.
7. ГОСТ 30459-96. Добавки для бетонов. Методы определения эффективности / Библиотека ГОСТов и нормативов. — Режим доступа: \www/URL: http://ohranatruda.ru/ot_biblio/ normativ/data_normativ/5/5203/index.php. — 30.04.2015.
8. Рояк, С. М. Специальные цементы [Текст]: учеб. пособие для вузов / С. М. Рояк, Г. С. Рояк. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1983. — 279 с.
9. Свидеский, В. А. Использование отработанного растительного масла в качестве пластифицирующей добавки [Текст] / В. А. Свидерский, В. В. Токарчук, А. Ю. Флейшер // Международный журнал по вяжущим, керамике, стеклу и эмалям «Техника и технология силикатов». — 2014. — Т. 21, № 3. — С. 18-26.
10. Fleysher, A. U. Influence of the processed sunflower oil on the cement properties [Electronic resource] / A. U. Fleysher, V. V. Tokarchuk, V. A. Sviderskiy // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — Vol. 71. — Available at: \www/URL: http://dx.doi.org/10.1088/1757-899x/71/V012021
ВЛИЯНИЕ ГИДР0Ф0БИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТОВ
Исследовано влияние олеиновой кислоты на физико-механические свойства товарного цемента, клинкера и доменного шлака и свойства цементов на их основе. Обнаружены положительные и отрицательные стороны применения олеиновой кислоты в качестве гидрофобизирующей добавки и предложено применение двокомпонентной добавки на ее основе в качестве гидрофобизатора.
Ключевые слова: товарный цемент, клинкер, доменный шлак, гидрофобизирующая добавка, прочность, влагопоглощение.
Флейшер Ганна ЮрИвна, астрант, кафедра хгмгчног технологи композицгйних матером, Нащональний технгчний утверситет Украгни «Кигвський полгтехнгчний гнститут», Украгна, е-таИ: watrushkoo@mail.ru.
Токарчук Володимир Володимирович, кандидат технгчних наук, доцент, кафедра хгмгчног технологи композицгйних матергалгв, Нащональний технгчний утверситет Украгни «Кигвський полгтехнгчний ¡нститут», Украгна, е-таИ: tokarchuk.volodya@yandex.ua. Свiдерський Валентин Анатолтович, доктор технгчних наук, професор, кафедра хгмгчног технологи композицтних матергалгв, Нащональний технгчний утверситет Украгни «Кигвський полгтехнгчний ¡нститут», Украгна, е-mail: xtkm@kpi.ua.
Флейшер Анна Юрьевна, аспирант, кафедра химической технологии композиционных материалов, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина.
Токарчук Владимир Владимирович, кандидат технических наук, доцент, кафедра химической технологии композиционных материалов, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина. Свидерский Валентин Анатольевич, доктор технических наук, профессор, кафедра химической технологии композиционных материалов, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина.
Fleysher Anna, National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: watrushkoo@mail.ru. Tokarchuk Volodymyr, National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: tokarchuk.volodya@yandex.ua. Sviderskiy Valentin, National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: xtkm@kpi.ua
