Розробка технології і методу використання наносистем у виробництві будівельних матеріалів, структурно-логічна схема досліджень

Анотація

Використання модифікуючих добавок – ефективний засіб цілеспрямованого впливу на властивості в'яжучих речовин. Велика кількість публікацій присвячена вивченню цих проблем, проте багато аспектів впливу добавок ще не відомі, отримані результати не систематизовані і їх поки що неможливо висловити в аналітичній формі комплексного характеру їх дії. Постановка проблеми. Структура штучного каменю утворюється підчас твердіння в'яжучої речовини. Цей процес взаємопов'язаний із процесом гідратації, для нього характерна зміна структурних станів, за яких переважають міжчастинкові контакти певного типу. Чинити керуючий вплив на процеси гідратації і тверднення можливо лише за умови правильного розуміння їх механізму. Шляхом спрямованої зміни структури, зокрема, адсорбційного модифікування, можна домогтися істотного поліпшення фізико-механічних і експлуатаційних характеристик. Один з ефективних засобів цілеспрямованого впливу на ці процеси – використання модифікуючих добавок. Мета роботи – встановлення відмінностей у формуванні модифікованої структури гіпсової матриці за спільної дії мікро- та нанодисперсних добавок за присутності пластифікатора, а також їх впливу на функціональні і технологічні характеристики. Швидкість процесу розчинення і росту твердої системи залежить від початкової концентрації речовини, питомої поверхні, константи швидкості процесу і градієнта концентрації розчину на поверхні частинок в об'ємі речовини. Методи. Розвязання задачі оптимальної модифікації вимагає виявлення залежності між видом, концентрацією, складом, способом уведення модифікуючих добавок і одержуваними функціональними характеристиками в'яжучого матеріалу. Результати свідчать, що швидкість і форма утворюваних кристалів істотно змінюються за наявності в розчині пластифікатора й ультрадисперсних частинок. Результати. У разі додавання в гіпсову систему ультра- і нанорозмірних частинок через підвищену питому поверхню останніх збільшується концентрація точкових контактів і змінюється кінетика утворення. Виникають контактноконденсаційні зв’язки, утворення яких стимулюється наявністю в системі нанорозмірних частинок, при цьому фіксація частинок переходить із дальньої коагуляції у ближню. Топологія структури, швидкість і форма зародження кристалів істотно змінюються у разі зміни умов твердіння (температура, водо-тверде відношення, рН, тиск). Взаємозв'язок між будовою кристалічної решітки сульфату кальцію і механізмом росту за присутності модифікуючих добавок випливає з кристалохімічного аналізу структури гіпсових в'яжучих. Тобто залежно від виду добавки можна інтенсифікувати або, навпаки, уповільнити швидкість росту відповідних граней кристала, що виклиуає до зміну форми кристала, і відповідно, фізико-хімічних характеристик утвореного твердого тіла. Висновок. Дослідження впливу добавок на формування кристалів тривають, але вже ці отримані результати свідчать, що швидкість і форма утворюваних кристалів істотно змінюються за наявності в розчині пластифікатора й ультрадисперсних частинок.