Наноструктурные изменения составляющих хризотилцементной пыли под воздействием разной величины кислотности среды и времени экспозиции

Наноструктурные изменения составляющих хризотилцементной пыли под воздействием разной величины кислотности среды и времени экспозиции

Автор: Клюев С.В., Наумова Л.Н., Недосеко И.В., Клюев А.В., Шорстова Е.С.

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

Рубрика: Результаты исследований ученых и специалистов

Статья в выпуске: 4 т.16, 2024 года.

Бесплатный доступ

Введение. В статье рассматривается вопрос модифицирования исходного хризотилового волокна и их пучков под действием продуктов гидратации портландцемента и различной величины кислотности обрабатываемой среды. Приведено краткое обоснование актуальности темы исследования. Отмечено, что в последние годы большой научный и практический интерес вызывают вопросы производства композиционных материалов на основе природного и техногенного сырья, являющиеся перспективным направлением современной экономики. Доступность и низкая стоимость сырья, малые энергетические, транспортные и накладные расходы, снижающие себестоимость композитов, и, вместе с тем, высокие договорные цены и спрос на внутреннем и внешнем рынках создают предпосылки для увеличения объемов их производства. Целью работы является изучение поведения исходных волокон хризотила и их агрегатов в составе цементной составляющей под воздействием разной кислотности обрабатываемой среды. Задачи: Электронно-микроскопическое изучение поведения составляющих хризотилцементной пыли, подвергшейся воздействию агрессивной среды. Подсчет количества числа и размерных характеристик нановолокон и частиц пыли под воздействием различного времени выдержки агрессивного фактора. Микродифракционные исследования наноструктуры исследуемых образцов после воздействия кислых сред.

Еще

Товарный хризотил, хризотилцементная пыль, микро- и нановолокна, продукты гидратации, кислотность среды, количественно-размерные характеристики

Короткий адрес: https://sciup.org/142242422

IDR: 142242422   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2024-16-4-361-374

Список литературы Наноструктурные изменения составляющих хризотилцементной пыли под воздействием разной величины кислотности среды и времени экспозиции

  • Zayed A.M., El-Khayatt A.M., Petrounias P., Shahien M.G., Mahmoud K.A., Rashad A.M., et al. From discarded waste to valuable products: Barite combination with chrysotile mine waste to produce radiation-shielding concrete. Constr Build Mater 2024;417:135334. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.135334
  • Шкаредная С.А., Каскевич Т.М. Асбестосодержащие изделия и строительные материалы // Горногеологический журнал. 2005. № 2. С. 37–39.
  • Akylbekov Y., Shevko V., Karatayeva G. Thermodynamic prediction of the possibility of comprehensive processing chrysotile-asbestos waste. Case Stud Chem Environ Eng 2023;8:100488. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2023.100488
  • Cai N., Wang K., Li N., Huang S., Xiao Q. Novel sandwich structured chrysotile fiber separator for advanced lithium-ion batteries. Appl Clay Sci 2019;183:105327. https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.105327
  • Radvanec M., Tuček Ľ., Derco J., Čechovská K., Németh Z. Change of carcinogenic chrysotile fibers in the asbestos cement (eternit) to harmless waste by artificial carbonatization: Petrological and technological results. J Hazard Mater 2013;252–253:390–400. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.02.036
  • Gualtieri A.F., Bursi Gandolfi N., Pollastri S., Burghammer M., Tibaldi E., Belpoggi F., et al. New insights into the toxicity of mineral fibres: A combined in situ synchrotron μ-XRD and HR-TEM study of chrysotile, crocidolite, and erionite fibres found in the tissues of Sprague-Dawley rats. Toxicol Lett 2017;274:20–30. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2017.04.004
  • Wronkiewicz S.K., Roggli V.L., Hinrichs B.H., Kendler A., Butler R.A., Christensen B.C., et al. Chrysotile fibers in tissue adjacent to laryngeal squamous cell carcinoma in cases with a history of occupational asbestos exposure. Mod Pathol 2020;33:228–34. https://doi.org/10.1038/s41379-019-0332-7
  • Lemen R.A., Wagner G.R. Asbestos. Ref. Modul. Biomed. Sci., Elsevier; 2024. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99967-0.00192-7
  • Кухта Т.Н. Повышение долговечности полимерного покрытия асбестоцементных листов при использовании гидрофобизатора // Строительные материалы. 2010. № 1. С. 58–60.
  • Tan Y., Zou Z., Qu J., Ren J., Wu C., Xu Z. Mechanochemical conversion of chrysotile asbestos tailing into struvite for full elements utilization as citric-acid soluble fertilizer. J Clean Prod 2021;283:124637. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124637
  • Федюк Р.С., Лесовик В.С., Лисейцев Ю.Л., Тимохин Р.А., Битуев А. В., Заяханов М.И. и др. Композитные вяжущие для бетонов с повышенной ударопрочностью. Инженерно- строительный журнал. 2019. 85. 28-38. https://doi.org/10.18720/MCE.85.3
  • Valouma A., Verganelaki A., Maravelaki-Kalaitzaki P., Gidarakos E. Chrysotile asbestos detoxification with a combined treatment of oxalic acid and silicates producing amorphous silica and biomaterial. J Hazard Mater 2016;305:164–70. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.11.036.
  • Klyuyev S.V., Klyuyev A.V., Sopin D.M., Netrebenko A.V., Kazlitin S.A. Heavy loaded floors based on finegrained fiber concrete. Magazine of Civil Engineering. 2013;38(3):7–14.
  • Sambueva S.R., Batomunkueva Ts.D.D. Structural parameters of YBa2Cu3-xO6+y. Chemical Bulletin. 2024; 7 (1): 41 – 48. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-41-48
  • Nel A. Carbon nanotube pathogenicity conforms to a unified theory for mesothelioma causation by elongate materials and fibers. Environ Res 2023;230:114580. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.114580
  • Gualtieri A.F., Malferrari D., Di Giuseppe D., Scognamiglio V., Sala O., Gualtieri M.L., et al. There is plenty of asbestos at the bottom. The case of magnesite raw material contaminated with asbestos fibres. Sci Total Environ 2023;898:166275. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166275
  • Peng Q., Dai Y., Liu K., Tang X., Zhou M., Zhang Y., et al. Outstanding catalytic performance of metal-free peroxymonosulfate activator: Important role of chrysotile. Sep Purif Technol 2022;287:120526. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120526
  • Xing J., Peng Q., Zhong W., Zhang Y., Wang X., Liu K. Highly efficient activation of peroxymonosulfate by novel CuO-Chrysotile catalytic membrane for degradation of p-nitrophenol. J Water Process Eng 2023;51:103403. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2022.103403
  • Lyakishev V.K., Perfilyev M.S. Quantum model of anharmonic vibrations of a diatomic molecule with a variable force constant and a small value of the anharmonicity coefficient. Chemical Bulletin. 2024. 7 (1). P. 22 – 31. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-22-31
  • Fantone S., Tossetta G., Cianfruglia L., Frontini A., Armeni T., Procopio A.D., et al. Mechanisms of action of mineral fibres in a placental syncytiotrophoblast model: An in vitro toxicology study. Chem Biol Interact 2024;390:110895. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2024.110895
  • Fediuk R., Smoliakov A., Stoyushko N. Increase in composite binder activity. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 156, 2016. https://doi.org/10.1088/1757-899X/156/1/012042
  • Yoshida N., Saeki Y. Chrysotile fibers penetrate Escherichia coli cell membrane and cause cell bursting by sliding friction force on agar plates. J Biosci Bioeng 2004;97:162–8. https://doi.org/10.1016/S1389- 1723(04)70186-3
  • Masoud M.A., El-Khayatt A.M., Mahmoud K.A., Rashad A.M., Shahien M.G., Bakhit B.R., et al. Valorization of hazardous chrysotile by H3BO3 incorporation to produce an innovative eco-friendly radiation shielding concrete: Implications on physico-mechanical, hydration, microstructural, and shielding properties. Cem Concr Compos 2023;141:105120. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2023.105120
  • Bernstein D.M., Toth B., Rogers R.A., Kunzendorf P., Phillips J.I., Schaudien D. Final results from a 90-day quantitative inhalation toxicology study evaluating the dose-response and fate in the lung and pleura of chrysotile containing brake dust compared to TiO2, chrysotile, crocidolite or amosite asbestos: Histopathological examinat. Toxicol Appl Pharmacol 2021;424:115598. https://doi.org/10.1016/j.taap.2021.115598
  • Chagarova O.V., Milinsky A.Yu., Kositsyna O.A. Application of thermal methods for the analysis of organic matter content in urbanozems. Chemical Bulletin. 2024. 7 (1). P. 32 – 40. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-32-40
  • Abbasi M., Hosseiny B., Stewart R.A., Kalantari M., Patorniti N., Mostafa S., et al. Multi-temporal change detection of asbestos roofing: A hybrid object-based deep learning framework with post-classification structure. Remote Sens Appl Soc Environ 2024;34:101167. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2024.101167
  • Bernasconi A., Pellegrino L., Vergani F., Campanale F., Marian N.M., Galimberti L., et al. Recycling detoxified cement asbestos slates in the production of ceramic sanitary wares. Ceram Int 2023;49:1836–45. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.147
  • Saba M., Torres Gil L.K., Chanchí Golondrino G.E. Physicochemical analysis of primers and liquid membranes as asbestos’ encapsulant. Constr Build Mater 2023;409:133972. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133972
  • Ranaivomanana H., Leklou N. Investigation of microstructural and mechanical properties of partially hydrated Asbestos-Free fiber cement waste (AFFC) based concretes: Experimental study and predictive modeling. Constr Build Mater 2021;277:121943. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121943
  • Punenkov S.E. Composites materials based on natural chrysotile fibers. Chemical Bulletin. 2024. 7 (1). P. 4 – 21. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-4-21
  • Klyuyev S.V., Kashapov N.F., Radaykin O.V., Sabitov L.S., Klyuyev A.V., Shchekina N.A. Reliability coefficient for fibreconcrete material. Construction Materials and Products 2022;5:51–58. https://doi.org/10.34031/2618-7183-2022-5-2-51-58
  • Boffetta P., Righi L., Ciocan C., Pelucchi C., La Vecchia C., Romano C., et al. Validation of the diagnosis of mesothelioma and BAP1 protein expression in a cohort of asbestos textile workers from Northern Italy. Ann Oncol 2018;29:484–9. https://doi.org/10.1093/annonc/mdx762
  • Sabat M., Fares N., Mitri G., Kfoury A. Determination of asbestos cement rooftop surface composition using regression analysis and hyper-spectral reflectance data in the visible and near-infrared ranges. J Hazard Mater 2024;469:134006. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.134006
  • Klyuyev S.V., Guryanov Yu.V. External reinforcing of fiber concrete constructions by carbon fiber tapes. Magazine of Civil Engineering. 2013; 36(1):21–26.
  • Feletto E., Schonfeld S.J., Kovalevskiy E.V., Bukhtiyarov I.V., Kashanskiy S.V., Moissonnier M., et al. A comparison of parallel dust and fibre measurements of airborne chrysotile asbestos in a large mine and processing factories in the Russian Federation. Int J Hyg Environ Health 2017;220:857–68. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2017.04.001
  • Bridle J., Hoskins J. Canadian hypocrisy regarding chrysotile. Lancet 2011;377:720. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(11)60271-7
  • Пуненков С.Е., Козлов Ю.С. Хризотил-асбест и ресурсосбережение в хризотил-асбестовой отрасли // Горный журнал Казахстана. 2022. № 1. С. 5–10.
  • Chaumba J.B., Mamuse A. Petrographic and mineral chemistry investigation of the high-grade chrysotile asbestos-bearing Zvishavane Ultramafic Complex, south central Zimbabwe. Geochemistry 2023;83:125950. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2023.125950
  • Biondi J.C. Neoproterozoic Cana Brava chrysotile deposit (Goiás, Brazil): Geology and geochemistry of chrysotile vein formation. Lithos 2014;184–187:132–54. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2013.10.017
  • Kuznetsov D.V., Klyuev S.V., Ryazanov A.N., Sinitsin D.A., Pudovkin A.N., Kobeleva E.V., Nedoseko I.V. Dry mixes on gypsum and mixed bases in the construction of low-rise residential buildings using 3D printing technology. Construction Materials and Products. 2023. 6 (6). 5. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-6-5
  • Klyuev A.V., Kashapov N.F., Klyuev S.V., Lesovik R.V., Ageeva M.S., Fomina E.V. Development of alkaliactivated binders based on technogenic fibrous materials. Construction Materials and Products. 2023; 6 (1): 60–73. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-1-60-73
  • Klyuev A.V., Kashapov N.F., Klyuev S.V., Zolotareva S.V., Shchekina N.A., Shorstova E.S., Lesovik R.V., Ayubov N.A. Experimental studies of the processes of structure formation of composite mixtures with technogenic mechanoactivated silica component. Construction Materials and Products. 2023; 6 (2):5 – 18. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-5-18
  • Hodel F., Macouin M., Triantafyllou A., Carlut J., Berger J., Rousse S., et al. Unusual massive magnetite veins and highly altered Cr-spinels as relics of a Cl-rich acidic hydrothermal event in Neoproterozoic serpentinites (Bou Azzer ophiolite, Anti-Atlas, Morocco). Precambrian Res 2017;300:151–67. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2017.08.005
  • Наумова Л.Н. Влияние кислой среды на свойства хризотил-цементной пыли // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. № 2. С. 24–27.
  • Portella Y de M., Conceição R.V., Siqueira T.A., Gomes L.B., Iglesias R.S. Experimental evidence of pressure effects on spinel dissolution and peridotite serpentinization kinetics under shallow hydrothermal conditions. Geosci Front 2024;15:101763. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2023.101763
  • Wang L., Xiong Q., Zheng J-P., Dai H-K., Tian L-R., Zhou X. Multistage and diverse melt-mantle interaction in dunite-harzburgite channel systems beneath oceanic slow-ultraslow spreading centers: Evidence from the Xigaze ophiolite (Tibet). Lithos 2024;468–469:107501. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2024.107501
  • Capitani G., Dalpiaz M., Vergani F., Campanale F., Conconi R., Odorizzi S. Recycling thermally deactivated asbestos cement in mortar: A possible route towards a rapid conclusion of the “asbestos problem.” J Environ Manage 2024;355:120507. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120507
  • Fitzgerald S.M. Resolving asbestos and ultrafine particulate definitions with carcinogenicity. Lung Cancer 2024:107478. https://doi.org/10.1016/j.lungcan.2024.107478
  • Jefferson I.F., Evstatiev D., Karastanev D., Mavlyanova N.G., Smalley I.J. Engineering geology of loess and loess-like deposits: a commentary on the Russian literature. Eng Geol 2003;68:333–51. https://doi.org/10.1016/S0013-7952(02)00236-3
  • Okrostsvaridze A., Chung S-L., Lin Y-C., Skhirtladze I. Geology and zircon U-Pb geochronology of the Mtkvari pyroclastic flow and evaluation of destructive processes affecting Vardzia rock-cut city, Georgia. Quat Int 2020;540:137–45. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2019.03.026
  • Liu W., Wan B. Carbon flux from hydrothermal skarn ore deposits and its potential impact to the environment. Gondwana Res 2024;126:343–54. https://doi.org/10.1016/j.gr.2023.09.017
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp