Использование отходов целлюлозно-бумажной промышленности в технологии вяжущих и цементных систем

Автор: Саркисов Ю.С., Горленко Н.П., Самченко С.В., Бруяко М.Г.

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Статья в выпуске: 4 т.16, 2024 года.

Бесплатный доступ

Введение. Одним из путей утилизации и переработки невостребованных промышленностью бумажных отходов является использование целлюлозы бумаги в качестве наполнителя в производстве строительных материалов различного технического назначения. Особое распространение среди них получили декоративные, отделочные и теплоизоляционные материалы. В статье предложены составы и технология получения теплоизоляционного материала, характеризующегося прочностью на сжатие не менее 10 МПа, водостойкостью (коэффициентом размягчения) 0,8 и плотностью не более 600 кг/м3. Рассмотрен вероятный механизм формирования структур твердения в исследуемых системах. Материалы и методы исследования. Отходы гофрированного картона марки МС-5Б. Неорганическое вяжущее быстротвердеющий цемент марки М-500 (ЦЕМ 47,5). Полимерные связующие элементарная сера, полиэтилентерефталат, модифицированный цементом с добавкой наноразмерного оксида кремния полиуретан (МПУ). ИК-спектральный анализ, импульсная терагерцевая спектрометрия, электронномикроскопический анализ. Методы испытания образцов на прочность при сжатии, водостойкость, водопоглощение. Результаты и обсуждения. Приведены физико-механические свойства композитов на основе бумажного наполнителя и полимерного связующего на основе модифицированного цементом полиуретана и проведено сопоставление полученных результатов испытаний с экспериментальными данными материалов на основе других вяжущих. Установлено, что композиция состава модифицированный полиуретан бумажный наполнитель удовлетворяет цели и задачам настоящего исследования. Развиты представления о механизме формирования структур твердения в системе полимерное связующее бумажный наполнитель. Методом террагерцевой спектрометрии установлены корреляции между спектральными характеристиками и значениями теплопроводности, плотности синтезированных теплоизоляционных материалов.

Еще

Строительные материалы, бумажный наполнитель, связующие, полимеры, прочность, водостойкость, водопоглощение, ик-спектроскопия, терагерцевая спектрометрия, водородная связь

Короткий адрес: https://sciup.org/142242416

IDR: 142242416 | DOI: 10.15828/2075-8545-2024-16-4-301-309

Список литературы Использование отходов целлюлозно-бумажной промышленности в технологии вяжущих и цементных систем

Available: www.gazeta.ru/social/news/2023/10/26/21582229.shtml.
Monte M. C., Fuente Е., Blanco А., Negro С. Waste management from pulp and paper production in the European Union. Review Waste Manag. 2009; 293–308. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.02.002
Эковата – утеплитель из бумаги. Особенности, характеристики и свойства // URL: https://ekovata-msk.ru/stati/ekovata-uteplitel-iz-bumagi/ (дата обращения: 17.06.2024).
Bang J., H. Choi Y., Ahn K.-S., Yeo H., Oh. J.-K., Kwak H. W. Sustainable cellulose nanofiber/hydrophobic silica nanoparticle coatings with robust hydrophobic and water-resistant properties for wood substrates. Appl. Surf. Sci. 2024; 654: 159419. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.159419
Kunam P. K., Anushikha, Gaikwad K. K. Water resistant paper based on natural rubber latex from Hevea brasiliensis and butyl stearate hydrophobic coating for packaging applications. Industrial Crops and Products. 2023; 205: 117480. https://doi.org/org/10.1016/j.indcrop.2023.117480
ГОСТ 125-2018. Вяжущие гипсовые. Технические условия. Москва: Стандарт информ. 2018. 12 с.
ГОСТ Р 51695-2000. Полиэтилентерефталат. Общие технические условия. Москва: Госстандарт России. 2000. 12 с.
ГОСТ 12730.3-2020. Бетоны. Метод определения водопоглощения. Москва: Стандарт информ. 2020. 12 с.
ГОСТ 32496 -2013. Заполнители пористые для легкого бетона. Москва: Стандарт информ. 2013. 12 с.
ГОСТ 7076-99. Группа Ж19. Межгосударственный стандарт. Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. 1999. 14 с.
Иванова Н.В. Математическая обработка ИК спектра // Журнал прикладной спектроскопии. 1989. 51. № 2. С. 301–306.
Moghadam S. G., Momen G., Bakhshandeh E., Jafari R. To be or not to be a hydrophobic matrix? The role of coating hydrophobicity on anti-icing behavior and ions mobility of ionic liquids. Chem. Eng. J., 2024; 485: 149696. https://doi.org/org/10.1016/j.cej.2024.149696
Варепо Л.Г. Исследование свойств бумаги методом ИК- спектроскопии //Фундаментальные исследования. 2007. 12. 463-464. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4369 (дата обращения: 29.04.2024).
Ешбаева У.Ж., Джалилов А.А. ИК-спектроскопические исследования свойств бумаг со связующими полимерами // Universum: технические науки. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12936 (дата обращения: 08.06.2024) https://doi.org/10.32743/UniTech.2022.94.1.12936
Михалева М. Г. Суперспирализованные анизометрические фазы в системах биомиметиков и целлюлозе. Дисс. … на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. Москва. 2017. 135 с.
Grunin Y. B., Grunin L. Yu., Schiraya V. Yu., Ivanova M. S., Masas D. S. Cellulose–water system’s state analysis by proton nuclear magnetic resonance and sorption measurements. Bioresources and Bioprocessing. 2020; 7(1):1–11. https://doi.org/10.1186/s40643-020-00332-8
Abina A., Puc U., Jeglič A., Zidanšek A. Applications of terahertz spectroscopy in the field of construction and building materials. Appl. Spectrosc. Rev., 2014; 50(4): 279–303.
Abina A., Puc U., Jeglič A., Zidanšek A. Structural characterization of thermal building insulation materials using terahertz spectroscopy and terahertz pulsed imaging. NDT & E Int., 2016; 77: 11–18.
Jepsen P.U., Cooke D.G., Koch M. Terahertz spectroscopy and imaging–Modern techniques and applications. Las. Phot. Rev. 2011; 5(1): 124–166. https://doi.org/10.1002/lpor.201200505
Yang Y., Wu T.V., Sempey A., Pradere C., Sommier A., Batsale J.-C. Combination of terahertz radiation method and thermal probe method for non-destructive thermal diagnosis of thick building walls. Energy Build., 2018; 158: 1328–1336. https://doi.org/org/10.1016/j.enbuild.2017.11.029

Еще

Статья научная