Статьи журнала - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Все статьи: 939
Статья научная
Введение. Целью работы является проведение комплексных сравнительных исследований параметров термического разложения и воспламеняемости древесины, обработанной различными по химическому составу и способу обработки огнебиозащитными пропиточными средствами, а также изучение эффективности и механизма их действия. Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследований выбраны средства: фосфоразотсодержащие водорастворимые соединения наноразмерного ряда, комплексные биоциды и специальные биопластификаторы (состав 1) и водорастворимый наноразмерный диаммоний гидрофосфат (состав 2), наносимые на древесину сосны методами поверхностной обработки и глубокой пропитки. Результаты и их обсуждение. Термогравиметрические исследования древесины, обработанной огнезащитными составами, показали, что ее разложение происходит в следующих температурных интервалах: 30-150°С - процесс потери древесиной влаги; 150-400°С - действие защитных механизмов составов, а также процесс разложения основных компонентов древесины (гемицеллюлозы, целлюлоза, лигнин) и образования коксового слоя; 400-800°С - процесс постепенного выгорания коксового слоя с учетом его теплофизических характеристик вплоть до зольного остатка. Установлено, что оба огнезащитных средства действуют по механизму каталитической дегидратации и снижают скорость разложения древесины с 29 до 10%/мин. Заключение. Определены особенности термического разложения древесины, защищенной двумя различными по химическому составу и способу ее обработки средствами. Получены параметры воспламеняемости древесины сосны, обработанной огнебиозащитными составами методом поверхностной и глубокой пропитки, которые свидетельствуют об их высокой эффективности, которая подтверждается значениями коксового остатка при 400°С, характером ДТГ-пиков и ДСК-кривых. Показана возможность применения полученных материалов из древесины для внутренней отделки помещений и облицовки фасадов зданий, соответствующих нормативным требованиям по их безопасному применению.
Бесплатно
Исследование поливинилхлоридных композиций с углеродными нанотрубками
Статья научная
Получены полимерные пленочные материалы на основе поливинилхло- рида (ПВХ), содержащие от 0,001 до 0,1 м.ч. углеродных нанотрубок (УНТ), обладающих уникальными характеристиками: большой прочностью в соче- тании с высокими значениями упругой деформации, химической и терми- ческой стабильностью. В целом, применение УНТ позволяет достичь суще- ственного повышения технологических и эксплуатационных показателей ПВХ-композиций.
Бесплатно
Исследование процесса кристаллизации влаги в кирпиче
Статья научная
Решение вопросов поведения влаги в материале ограждающих конструкций особенно при знакопеременных температурах очень важно для обеспечения правильного расчета сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции и в конечном счете создания комфортных условий проживания. Однако до настоящего времени в практике исследований характеристик материалов, применяемых в ограждающих конструкциях зданий, нет методики определения температуры кристаллизации влаги в материале, находящемся в твердой фазе. В основу исследований положен тезис, что вода, поступающая в материал ограждающей конструкции, в результате процесса гидролиза некоторых элементов, находящаяся в материале конструкции в виде оксидов и солей, представляет собой эвтектический раствор с непостоянным составом и концентрацией. Таким образом исследование процесса кристаллизации влаги переходит из области микро (при рассмотрении вопроса определения температуры кристаллизации по размерам пор материала) в область нано при исследовании эвтектического раствора при условии возможного образования гидратов. Для лабораторного исследования процесса замерзания влаги, с учетом того, что процесс замерзания и оттаивания влаги в твердом теле изучается при значительной разнице в массе жидкой и твердой фаз, разработана методика эксперимента. Методика максимально упрощена с учетом широкого применения в производственных условиях. Простота методики получения экспериментальных результатов компенсируется разработанным математическим аппаратом обработки результатов исследований. Математическое решение задачи основано на сравнении поведения кривых замерзания образца в сухом и насыщенном влагой образцах. Разработанный метод позволил кроме температуры замерзания влаги получить дополнительные характеристики состояния влаги, такие как количество незамерзшей влаги в материале конструкции, температура переохлаждения, теплоемкость влаги в жидком и твердом состояниях,концентрация растворенных веществ. Знание концентрации растворенных веществ в материале, даже при условии отсутствия точного состава этих веществ, позволит управлять температурой замерзания влаги на уровне нанотехнологий.
Бесплатно
Статья научная
Приведены основные результаты исследований в выявлении роли нанонаполнителей в составе мелкозернистых бетонов.
Бесплатно
Статья научная
Для оценки прочности сцепления модифицирующих частиц с проволочной крошкой, применяемой при сварке мостовых конструкций, предложено исполь- зовать величину привеса после механохимической обработки смеси. Разработана методика этой оценки. Исследовано влияние технологических параметров приго- товления металлохимической присадки на прочность сцепления модифицирую- щих частиц TiO2 с проволочной крошкой.
Бесплатно
Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов
Статья научная
В настоящее время находят широкое применение нанотехнологии при создании строительных материалов. В ряде случаев такие технологии позволяют получить материалы с улучшенными характеристиками. Строительные утепляющие материалы нового поколения на отечественном и зарубежном рынке представлены жидкими керамическими теплоизоляционными материалами, изготавливаемыми с использованием нанотехнологий. Жидкая керамическая теплоизоляция представляет собой композицию стеклянных вакуумированных наносфер на основе водных растворов акриловых полимеров. Именно техническим вакуумом внутри наносфер объясняются высокие теплозащитные свойства таких материалов. Для достоверного определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционной краски было реализовано планирование эксперимента. Разработанный план соответствует полному факторному эксперименту. При количестве 4 влияющих факторов было проведено 16 измерений плотности теплового потока через плоский образец терм окраски толщиной 7,5 мм для расчёта коэффициента теплопроводности. Для измерений использован микропроцессорный прибор ИТП-МГ4.В статье приведены результаты определения эффективности жидких керамических теплоизоляционных материалов для наружных стен зданий и сооружений на примере терм окраски марки «Изоллат-02». Экспериментально установлено значение среднего коэффициента теплопроводности в опытных условиях – 0,057 Вт/(м×К). Построена линейная регрессионная модель для его определения в различных температурных условиях. Определены коэффициенты модели. Выполнен расчет вклада теплоизоляционной краски в термическое сопротивление ограждающих конструкций. Показано, что относительная эффективность теплоизоляционной краски тем выше, чем ниже теплозащитные свойства наружных ограждений основной конструкции. Наибольший относительный энергетический эффект может быть получен при утеплении краской блочных промышленных зданий и металлических резервуаров воды, углеводородов и прочих потоков технологического и инженерного назначения.
Бесплатно
Исследование свойств жидких керамических теплоизоляционных материалов
Статья научная
В настоящее время находят широкое применение нанотехнологии при создании строительных материалов. В ряде случаев такие технологии позволяют получить материалы с улучшенными характеристиками. Строительные утепляющие материалы нового поколения на отечественном и зарубежном рынке представлены жидкими керамическими теплоизоляционными материалами, изготавливаемыми с использованием нанотехнологий. Жидкая керамическая теплоизоляция представляет собой композицию стеклянных вакуумированных наносфер на основе водных растворов акриловых полимеров. Именно техническим вакуумом внутри наносфер объясняются высокие теплозащитные свойства таких материалов. Для достоверного определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционной краски было реализовано планирование эксперимента. Разработанный план соответствует полному факторному эксперименту. При количестве 4 влияющих факторов было проведено 16 измерений плотности теплового потока через плоский образец термокраски толщиной 7,5 мм для расчета коэффициента теплопроводности...
Бесплатно
Исследование свойств наноматериалов
Статья научная
Для улучшения физико-механических свойств дорожных покрытий активно разрабатываются новые материалы с добавлением наномодифицированных добавок. Авторы исследуют свойства дорожного нефтяного битума с добавлением наноматериала Таунит. На начальной стадии нефтяной битум нагревали до 100оС. Далее добавляли углеродный наноматериал «Таунит». После этого смесь перемешивали в ультразвуковом гомогенизаторе до тех пор, пока углеродный наноматериал не был равномерно распределен по всему объему. Процесс охлаждения полученной структуры проводился до конца процесса кристаллизации. Затем испытывают образцы на растяжение и прочность с постоянной скоростью деформации или нагрузки до момента разрыва на испытательных машинах. Смешивание с другими компонентами асфальтобетона в стандартном режиме происходит после наномодификации битумной смеси. При повышенных температурах битумная смесь сохраняет свойства эффективного связующего. Выявлено, что модифицированный углеродный битум обладает хорошими термическими свойствами, а именно имеет более высокую температуру размягчения (At находится в диапазоне от 6 до 10°С). Показатель, который косвенно характеризует степень твердости битумных растворов, находится в пределах ГОСТов, снижается на 15-20%.
Бесплатно
Исследование свойств наномодифицированных древесно-полимерных композитов на основе полиэтилена
Статья научная
Введение. Полиэтилен на сегодняшний день является наиболее популярным полимером при производстве древесно-полимерных композитов как в России, так и в других странах. Несмотря на это, данные композиты имеют ряд недостатков: низкую адгезию между полимерной матрицей и древесным наполнителем, ухудшающую прочностные характеристики изделий, высокую эластичность и низкую атмосферостойкость. В промышленности для решения данных проблем зачастую применяют комплексные добавки в виде гранул, включающие в себя связующие агенты, лубриканты, различные термо- и УФ- стабилизаторы. Методы и материалы. Получены новые экспериментальные данные о технологических и эксплуатационных характеристиках древесно-полимерных композитов на основе полиэтилена низкого давления, модифицированных комплексной процессинговой стабилизирующей добавкой. Помимо стабилизаторов и лубрикантов для облегчения процесса экструзии данный комплекс содержит 30% многослойных углеродных нанотрубок. Изделия из древесно-полимерных композитов в основном предназначены для наружного применения в условиях механических нагрузок, что предъявляет к ним особые требования по прочности, атмосферо- и водостойкости. Результаты и обсуждение. Установлено увеличение механических характеристик, прочность при растяжении возросла на 35% при 2,6 м.ч. комплексной добавки, прочность при изгибе возрастает на 12% при 53,3 м.ч. Также наблюдается снижение абразивного износа и водопоглощения модифицированных образцов. Все образцы независимо от содержания добавки имеют насыщенный цвет, свидетельствующий о равномерном распределении модификаторов по объему расплава ДПК при переработке в экструдере. Заключение. Осуществлено введение комплексной процессинговой стабилизирующей добавки в состав древесно-полимерного композита на основе полиэтилена. Результаты исследований показали, что добавка в широкой области концентраций способствует улучшению технологических и эксплуатационных свойств получаемых композитов.
Бесплатно
Исследование селективности действия эмульсионных систем с наночастицами SiO2
Статья научная
На протяжении последних пяти лет в связи с макроэкономической ситуацией произошли значительные перемены в промышленности различных отраслей [1, 2]. Основные перемены связаны с оптимизацией производства и необходимостью увеличения эффективности технологических процессов [2]. Применительно к России перемены оказали значительное влияние на нефтегазовую отрасль в целом и привели к снижению доли зарубежных технологий в портфелях нефтяных компаний, что привело к увеличению спроса на отечественные технологии и связанному с этим резкому росту количества научноисследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), направленных на создание инновационных разработок и совершенствование существующих технологий [3]. Но любой процесс НИОКР в тяжелых и добывающих отраслях промышленности требует времени – в среднем 3–5 лет на проведение лабораторных, стендовых и опытно-промышленных испытаний (ОПИ) разработок для их возможного промышленного запуска после мониторинга результатов ОПИ. В настоящее время разработки отечественных проектов НИОКР, запущенных в 2014–2015 годах, выходят на стадию ОПИ или промышленного внедрения в России с потенциалом к международной коммерциализации [3]. Один из таких проектов был запущен в 2015 году авторами данной статьи в составе команды ученых и инженеров в области коллоидной химии и разработки нефтегазовых месторождений. Целью проекта является повышение эффективности технологий физико-химического воздействия на нефтегазоносный пласт, а основной задачей – подбор инновационных и экологичных водоограничивающих агентов на основе применения наночастиц двуокиси кремния (SiO2) [4–8]. В статье представлены результаты экспериментального исследования селективности действия эмульсионных систем, модифицированных наночастицами SiO2. Раскрыта методика проведения фильтрационных экспериментов на естественных кернах горных пород с различной насыщенностью пористой среды, а также методика подготовки образцов кернов, флюидов и технологических жидкостей к проведению фильтрационных экспериментов. Определены базовые фильтрационно-емкостные параметры изучаемых объектов, выявлено влияние различных эмульсионных систем, модифицированных наночастицами SiO2, на проницаемость кернов горных пород. По результатам исследований установлено, что водонасыщенность горных пород является определяющим фактором для выбора новых эмульсионных систем, модифицированных наночастицами SiO2.
Бесплатно
Статья научная
Долговечность строительных материалов может быть повышена в процессе воздействия на структуру различными видами излучения. Так, в ряде исследовательских работ отмечается, что магнитное и сверхвысокочастотное электромагнитное излучение интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки, что приводит к образованию мелкокристаллических структур, уменьшению пористости, увеличению плотности, прочности, морозостойкости и долговечности в целом. В процессе работы проведены исследования особенностей изменения структуры цементно-песчаных растворов (ЦПР) из сухих смесей при воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения (СВЧ ЭМИ). Исследования структуры образцов проведены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром, состав образцов определялся с помощью рентгеновского дифрактометра. В результате исследований отмечен больший процент растворения клинкерных минералов по отношению к необлученным образцам. Определено, что в облученных образцах процесс гидратации проходит более интенсивно, что может привести к ускоренному набору прочности в ранние сроки, а также увеличению прочности в возрасте 28 суток по сравнению с контрольными образцами.
Бесплатно
Исследование теплового эффекта на основе наночастиц жидких кристаллов
Статья научная
Введение. В настоящее время активно занимаются разработкой композитных систем, допированных наночастицами и на основе жидкокристаллических (ЖК) сред. Последние, обладая уникальными свойствами, могут применяться для совершенствования различных ЖК-устройств. Для этого очень важно исследовать механизм изменения свойств жидкокристаллических систем от размеров и концентрации наночастиц. В последнее время применяется достаточное количество методов для измерения потока жидкости или газа, основанных на разных физических принципах. Информацию о среднем массовом расходе жидкости или газа позволяет получить метод измерения, основанный на стационарной инжекции тепла в поток. Среднюю скорость потока позволяют измерить электромагнитные и ультразвуковые датчики, а средний объемный расход - гидродинамический (аэродинамический), а также механический турбинный методы. В процессе теплопереноса и массо-переноса конвективное движение в жидкой среде играет важную роль в подавляющем большинстве природных явлений и технологических процессов. Многие процессы конвективного массопереноса и теплопереноса в химической, нефтехимической, строительной, атомной и других отраслях промышленности осуществляются в тепловых трубах. До настоящего времени также остается открытым вопрос об эффективности применения тепловых труб с корпусами из композиционных материалов. В представленной работе были поставлены следующие цели: собрать экспериментальную установку для изучения теплового эффекта (потока), провести исследования изменения температуры на поверхности проводника соединения на основе наночастиц жидких кристаллов и вязкости жидких кристаллов от концентрации наночастиц. Методы и материалы. В данной экспериментальной работе в области внешней границы проводника действует тепловой поток. Отметим, что на перераспределение теплового поля влияют такие процессы, как теплопроводность и теплоотдача. Для наблюдения теплового эффекта использовались соединения на основе наночастиц жидких кристаллов. Наноструктурные системы жидких кристаллов обладают таким уникальным свойством, как текучесть, присущим обычным жидкостям. Для непрозрачных стенок проводника предложен способ определения направления теплового потока. Ранее проведенные экспериментальные исследования показали, что измерение температуры возможно только пирометрическим методом. Поэтому перераспределение изменения температуры на поверхности потока проводника зафиксировано с помощью оптического пирометра, воспринимающего тепловое (инфракрасное) излучение. В данной работе в качестве основы использовалось соединение на основе наночастиц жидких кристаллов, а именно с добавлением холестерилолеата. Результаты и обсуждение. В ходе исследования экспериментально получены зависимости температуры в зоне теплового потока проводника при отсутствии и при наличии движения жидкости. Измерены зависимости изменения температуры на поверхности проводника с соединениями на основе наночастиц жидких кристаллов. Показано неоднородное перераспределение теплового поля. Представлены результаты исследования зависимости вязкости нематических жидких кристаллов от концентрации наночастиц.
Бесплатно
Исследование термостабильности фталатов оксиалкилированных спиртов
Статья научная
Производство поливинилхлорида (ПВХ) требует применения большого количества пластификаторов. Для пластификации наиболее приемлемыми являются сложноэфирные соединения. Имеющийся ассортимент промышленных пластификаторов в настоящее время не покрывает потребность полимерной индустрии, и остро стоит вопрос разработки новых пластификаторов, отвечающих современным требованиям. Поэтому разработка новых сложноэфирных соединений, обладающих эффективными пластифицирующими свойствами, актуальна и имеет ценность не только в плане науки, но и в практическом отношении. Одним из основных требований к сложноэфирным пластификаторам является их устойчивость к термоокислению. Поэтому нами исследовано воздействие кислорода при 150оС (температура переработки ПВХ-пластикатов) на широкий ряд разработанных ранее фталатов оксиалкилированных спиртов. Первую группу составили производные ароматических спиртов, вторую – фталаты оксиалкилированных алифатических спиртов. Первые проявили высокую термостабильность, вторые необходимо стабилизировать добавлением антиоксидантов. Известно, что производные ароматических углеводородов широко применяются в качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции. Основная функция вышеуказанных соединений заключается в подавлении каталитического действия кислорода воздуха при энергетических воздействиях на полимеры и пластификаторы. Поэтому нами исследовано влияние Агидола-1 на повышение устойчивости фталатных пластификаторов к термоокислительной деструкции.
Бесплатно
Исследование физико-механических свойств бетона с добавлением многофункциональной добавки
Статья научная
Введение. Известно, что основным строительным материалом, несмотря на внедрение новых технологий, является бетон. Сочетание прочности и долговечности делает его незаменимым материалом при возведении объектов гражданской и промышленной инфраструктуры. Тем не менее, воздействие на бетонные конструкции агрессивных внешних факторов, таких как кислые и щелочные среды, температурные «качели», присутствие воды в условиях низких температур и др. приводит к значительному снижению прочностных характеристик. Введение в состав бетонов различных добавок на основе органических и неорганических соединений позволяет регулировать эксплуатационные свойства и защищать бетонные конструкции от негативного влияния окружающей среды. Поэтому исследовательские работы, направленные на улучшение физико-механических показателей и повышение качества бетонных конструкций, являются актуальными. Методы и материалы. В качестве объектов исследования в работе рассматривались образцы бетонов, приготовленные на основе бетонных смесей как с использованием разработанной сотрудниками «Института технической химии УрО РАН» многофункциональной добавки «Бетомикс-ИТХ Гель», так и без ее применения. Физико-химические свойства сравниваемых образцов были исследованы в соответствии с российскими и межгосударственными нормативными документами в аккредитованных лабораториях РФ и Турецкой республики. Результаты и обсуждение. В результате проведённых исследований установлено, что введение многофункциональной добавки «Бетомикс-ИТХ Гель» в состав бетонной смеси приводит к увеличению водонепроницаемости бетона на 4 ступени, повышению показателей по морозостойкости и прочности бетона по сравнению с образцами без добавки. Показано, что «Бетомикс-ИТХ Гель» придает бетонам свойство «самозалечивания» c раскрытием трещин до 0,5 мм и повышает устойчивость стальной арматуры к коррозии.
Бесплатно
Исследование флокулирующего действия озона на сточные воды деревообрабатывающих предприятий
Статья научная
Стоки деревообрабатывающих предприятий строительной отрасли характеризуются высоким содержанием взвешенных и растворённых токсичных веществ, в том числе фенола, и большим значением химического потребления кислорода (ХПК). При этом некоторые предприятия не имеют своих локальных очистных сооружений и нуждаются в разработке собственных комплексных систем очистки. Одним из эффективных методов удаления загрязнений является озонирование сточных вод, применяющееся в трёх вариантах: флокуляция небольшими дозами озона (предозонирование) на начальном этапе для удаления взвешенных веществ, окислительное озонирование и обеззараживание. Однако методы очистки сточных вод деревообрабатывающих комбинатов с применением озона изучены недостаточно. Поэтому нами исследовано флокулирующее действие озона в процессе очистки стоков фанерно-плитного комбината, испытано влияние дозы озона при флокуляции в присутствии небольшого количества коагулянтов ВПК-402 и Каустамин-15 на концентрацию взвешенных веществ, фенола и значение ХПК. ВПК-402 и Каустамин-15 - реагенты местного производства, малотоксичны и разрешены к использованию в очистке даже питьевой воды. Результаты проведённых экспериментов по предозонированию сточных вод показали высокую эффективность данного метода, позволяющего снизить ХПК в 3,8 (ВПК-402) и 2,3 раза (Каустамин-15), содержание фенола в 2,9 (ВПК-402) и 1,9 раз (Каустамин-15), содержание взвешенных веществ в 4,0 (ВПК-402) и 3,5 раз (Кауста-мин-15). Использование предозонирования позволяет полностью отказаться от флокулянтов в физико-химической стадии очистки сточной воды. Коагуляцию-флокуляцию можно успешно проводить с помощью озона и коагулянта в небольших дозах 2-5 и 40 мг/дм3 (ВПК-402) или 50 мг/дм3 (Каустамин-15) соответственно в течение 5 минут. Улучшились физико-химические показатели качества воды по сравнению с очисткой только коагулянтом: ХПК снизилось на 23%, содержание фенола на 55%, взвешенных веществ на 22%. Применение озона в качестве флокулянта при осветлении сточных вод снижает расходы на реагенты, предупреждает вторичное загрязнение воды, повышает эффективность дальнейшей окислительной очистки.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Современная тенденция перехода к негорючим и экологичным теплоизоляционным и звукопоглощающим материалам предполагает развитие исследований в области получения вспененных силикатных композиций, в частности, на основе жидкого стекла холодного отверждения, что является одним из наиболее перспективных инновационных направлений. Важнейшим преимуществом материала на основе вспененного жидкого стекла является его экологичность как на стадии эксплуатации, так и на стадии производства, вследствие применения малоэнергоемкой технологии изготовления, позволяющей получить негорючий материал с высокими теплозащитными и звукопоглощающими свойствами. Методы и материалы. В качестве основных сырьевых компонентов были использованы жидкое натриевое стекло холодного отверждения и пеностекло на основе стеклобоя. Для определения оптимальной отверждающей добавки жидкого стекла были выбраны портландцемент, гашеная известь и этилсиликонат натрия. Теплопроводность исследованных материалов оценивали с помощью соответствующего коэффициента, значение которого зависело от объемного содержания пор в материале, характера пористости и распределения пор по размерам. Пористость определяли расчетно-экспериментальным методом. Снижение водопоглощающей способности оценивали по величине краевого угла смачивания. Сорбционную влажность определяли в соответствии с ГОСТ 24816-2014, а коэффициент звукопоглощения - по ГОСТ 16297-80 на интерферометре. Результаты и обсуждение. Целью исследования являлось изучение тенденций и объяснение причин формирования требуемых эксплуатационных показателей теплоизоляционного и звукопоглощающего материала на основе вспененного жидкого стекла холодного отверждения. Также исследовался вопрос повышения водостойкости материала на основе вспененного жидкого стекла путем подбора эффективной добавки-отвердителя. Выводы. Разработанный теплоизоляционный материал на основе жидкого стекла холодного отверждения является экологичным, с наличием большого количества мелких и преимущественно открытых пор, сообщающих ему хорошие звукопоглощающие свойства. Проблема высокого водопоглощения материала была решена путем введения портландцемента в качестве отверждающей добавки.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование эффективности природных и модифицированных сорбентов, предназначенных для очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов (Fe, Cd, Zn, Cu, Cr). Сорбенты различных составов получены на основе отходов горно-обогатительных комбинатов (ГОК), нерудных материалов (монтмориллонит, доломит) и модифицированы гуминовыми соединениями с толщиной наносимого слоя от 50 нм до 100 мкм. Выбор состава модифицированных сорбентов был обусловлен стремлением максимально использовать положительные свойства всех компонентов: их высокие сорбционные и регенерационные свойства. Кроме того, нанесение на поверхность сорбентов гуминовых соединений, выделенных из торфа и отходов бурого угля, позволило существенно увеличить адсорбционную активность за счет наличия в составе гуматов широкого набора групп и фрагментов (кислотных, аминокислотных, спиртовых, углеводных, фенольных, аминокетоспиртовых и др.), которые образуют комплексы практически со всеми тяжёлыми металлами. Использование в составе сорбентов трех основных указанных компонентов дает в результате синергетический эффект, а также позволяет получать высокоэффективные и одновременно недорогие, достаточно универсальные материалы, обладающие высокими сорбционными свойствами. Определена эффективность природных и модифицированных сорбентов, выявлено увеличение сорбционной активности в ряду: доломит (Д) →композиция «доломит+монтмориллонит» («Д+М») → композиция «отходы ГОК+монтмориллонит» («Х+М»). Показано, что гуминовые вещества как модифицирующие агенты повышают эффективность сорбции всех изученных в данной работе природных сорбентов и их композиций до 98–99,9%. Применение предложенных природных и модифицированных сорбентов позволит комплексно решать две экологические проблемы: осуществлять эффективную очистку промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов и утилизировать отходы различных производств.
Бесплатно
Статья научная
Показаны результаты исследования эффективности сорбентов на основе отходов добычи и обработки слюдистых кварцитов (СК), монтмориллонитовых глин (МГ), модифицированных гуминовыми соединениями (ГС), полученных путем экстракции отходов добычи бурого угля. Предварительно был исследован химический состав отходов обработки слюдистого кварцита в зависимости от размеров фракции: элементный состав методом энерго-дисперсионного рентгено-флуоресцентного анализа и минеральный состав методом рентгенофазового анализа, с целью установления взаимосвязи между составом фракции и адсорбционными свойствами полученных композиционных сорбентов, а также с целью исключения в составе СК и, соответственно, сорбента опасных и токсичных веществ I–III классов опасности. Изучена эффективность адсорбции полученных сорбентов, обнаружено увеличение сорбционной активности в зависимости от состава сорбента и метода модификации (предварительная температурная обработка и нанесение на поверхность сорбента ГС нано- и микроразмерным слоем). Установлено, что наибольшая эффективность адсорбции ионов тяжелых металлов наблюдается для сорбента, прошедшего температурную модификацию при 800оС и затем покрытого слоем ГС до 1% масс. Использование отходов СК, содержащих 40–60% кварца (SiO2) в композиции с МГ, и с дальнейшей модификацией поверхности (до 1% масс.) гуминовыми соединениями позволит получить высокоэффективные, универсальные и недорогие сорбенты для очистки сточных вод от тяжелых металлов и других загрязнителей. Предложенные композиционные сорбенты позволят комплексно решить несколько экологически важных проблем: осуществлять эффективную очистку промышленных сточных вод (машино- и приборостроительных, металлургических, не- фтехимических и других предприятий) от ионов тяжелых металлов и утилизировать отходы обработки слюдистого кварца и добычи бурого угля.
Бесплатно
Статья научная
Долговечность используемых конструкционных материалов на цементной основе может быть повышена путем их модификации электромагнитным излучением. Так, в ряде исследовательских работ отмечается, что магнитное и сверхвысокочастотное электромагнитное излучение интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки, что приводит к образованию мелкокристаллических структур, уменьшению пористости, увеличению плотности, прочности, морозостойкости и долговечности в целом. В процессе работы проведены физико-механические испытания образцов цементно-песчаных растворов, облученных сверхвысокочастотным электромагнитным излучением, и проанализированы результаты в сравнении с необлученными. При этом исследования проведены как на образцах низкомарочных цементно-песчаных растворов из сухих смесей, так и на высокомарочных образцах цементно-песчаных растворов, используемых для ремонта бетонных и железобетонных конструкций – для наглядности получаемых результатов. Исследования структуры образцов проведены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром. В результате исследований отмечено увеличение основных физико-механических показателей в сравнении с необлученными образцами в возрасте 28 суток. По результатам проведенных физико-механических испытаний облученных образцов и сравнения данных с необлученными СВЧ ЭМИ образцами ЦПР можно сделать вывод, что максимально эффективным временем облучения являются, в основном, 2 сутки после замешивания как низко-, так и высокомарочных составов. При этом отмечено увеличение основных физико-механических показателей в сравнении с необлученными образцами. Отмечено, что в облученных составах процесс гидратации проходит более интенсивно, что приводит к ускоренному набору прочности в ранние сроки, а также увеличению прочности и плотности в возрасте 28.
Бесплатно
Исследования влияния золь-гель процессов на свойства цементного камня
Статья научная
В статье изложены результаты исследований многокомпонентных золей, со- держащих золь кремниевой кислоты, гидроокись алюминия, гидроокись железа, отличающихся концентрацией и РН. Определено влияние многокомпонентных золей с подобным содержанием на свойства цементного камня и бетонов на их основе.
Бесплатно
