Структурообразование в дисперсной системе «глинистый грунт - карбидный ил»
Автор: Соколова Ю.В., Фролова М.А., Айзенштадт А.М., Королев Е.В.
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. Глинистый грунт это многофазная многокомпонентная алюмосиликатная дисперсная система со специфическими свойствами, которые обусловлены не только ее составом, но и формированием между частицами грунта коагуляционных и переходных контактов. Одним из методов изменения характеристик грунтов является введение активных минеральных добавок, способствующих образованию фазовых контактов между частицами грунта в результате пуццолановой реакции. Доказана эффективность применения в качестве такой добавки карбидного ила, представляющего многотоннажный известьсодержащий отход (содержание активного оксида кальция доходит до 56%). Однако до настоящего времени предполагаемый механизм взаимодействия в системе «глинистый грунт карбидный ил» основан только на литературных данных и экспериментально не подтверждён. Целью данной работы являлось исследование механизма структурообразования в дисперсной системе «глинистый грунт карбидный ил». Методы и материалы. Создана модель грунта путем смешивания сапонитсодержащего материала и песка, соответствующая по составу и свойствам супеси. Карбидный ил в виде суспензии отобран из шламонакопителя, высушен до постоянной массы и просеян. Для исследования механизма структурообразования использовали микроструктурный, дифференциально-термический и рентгенофазовый анализы. Результаты и обсуждение. По результатам дифференциального термического анализа в исследуемом образце отмечается уменьшение интенсивности эндотермического эффекта в диапазоне 460-470°С, связанного с разложением гидроксида кальция, и наблюдается эндотермический эффект при 750°С, характерный для разложения гидросиликатов кальция. Результаты дифференциального термического анализа подтверждаются данными рентгенофазового анализа, которые показывают присутствие в реакционной среде гидросиликатов группы тоберморита. Исследование микроструктуры анализируемых смесей показало уменьшение в модифицированном глинистом грунте удельного объема пор диаметром 4-5 нм, что связано с образованием геля из частичек гидратных новообразований, и увеличение объема пор диаметром более 6 нм, что указывает на протекание контракции.
Дисперсная система, глинистый грунт, активная минеральная добавка, карбидный ил, структурообразование, фазовые контакты
Короткий адрес: https://sciup.org/142242423
IDR: 142242423 | DOI: 10.15828/2075-8545-2024-16-4-375-382
Список литературы Структурообразование в дисперсной системе «глинистый грунт - карбидный ил»
- Регионы России. Названы регионы с лучшим качеством дорог. РИА Рейтинг [Электронный ресурс]. URL: https://riarating.ru/regions/20220704/630225323.html. (дата обращения: 09.01.2023).
- Трофимов В.Т., Вознесенский Е.А., Королев В.А. Инженерная геология России. Том 1. Грунты России. М.: КДУ, 2011. 672 с.
- Мошняков М.Г. Российские месторождения глин и возможность их использования для импортозамещения сырьевых баз в производстве керамического гранита // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. 4. 60. С. 65.
- Барбане И., Витыня И., Линдыня Л. Исследование химического и минералогического состава романцемента, синтезированного из латвийской глины и доломита // Строительные материалы. 2013. 1. С. 40–43.
- Яковлева А.А., Немчинова Н.В. Перспективы использования глин локального проявления в металлургической практике // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2019. 23(2). (145). С. 415–425. DOI: 10.21285/1814-3520-2019-2-415-425.
- Королев В.А. История использования и изучения глин, глинистых грунтов и минералов // Инженерная геология. 2021. 16(3). С. 6–25. DOI: 10.25296/1993-5056-2021-16-3-6-24.
- Гурьева В.А., Дорошин А.В. Низкокачественные кирпичные глины и золошлаковые отходы в производстве керамического кирпича // Строительные материалы. 2023. 5. С. 30–34. DOI: 10.31659/0585-430X-2023-813-5-30-34.
- Сулейменов Ж., Сагындыков А.А., Молдамуратов Ж.Н., Баялиева Г.М., Алимбаева Ж.Б. Высокопрочная стеновая керамика на основе фосфорного шлака и бентонитовой глины // Нанотехнологии в строительстве. 2022. 14(1). С. 11–17. DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-1-11-17.
- Лавров И.Ю., Береговой В.А. Печатные массы на основе глин для аддитивных технологий // Вестник ПГУАС: строительство, наука и образование. 2022. 1(14). С. 19–26.
- Баклай А.А., Маковская Н.А., Леонтьева Т.Г., Кузьмук Д.А., Москальчук Л.Н. Сорбция CS(I) на глинах месторождений Марковское (Беларусь) и 10-й хутор (Хакасия, Россия) // Радиохимия. 2022. 64(2). С. 193–200.
- Лахов С.Д., Петрова Ю.В., Бачинская В.М. Опыт применения многокомпонентной кормовой добавки на основе бентонитовой глины в животноводстве // Иппология и ветеринария. 2022. 1(43). С. 82–88.
- Балыков А.С., Низина Т.А., Володин С.В. Оптимизация технологических параметров получения минеральных добавок на основе прокаленных глин и карбонатных пород для цементных систем // Нанотехнологии в строительстве. 2022. 14(2). С. 145–155. DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-2-145-155.
- Синицин Д.А., Шаяхметов У.Ш., Рахимова О.Н., Халиков Р.М., Недосеко И.В. Наноструктурированная пенокерамика строительного назначения: технология производства и применения // Нанотехнологии в строительстве. 2021. 13(4). С. 213–221. DOI: 10.15828/2075-8545-2021-13-4-213-221.
- Ханхасаева С.Ц., Дашинамжилова Э.Ц., Бадмаева С.В., Бардамова А.Л. Адсорбция триарилметанового красителя на Ca-монтмориллоните: равновесие, кинетика и термодинамика // Коллоидный журнал. 2018. 80(4). С. 472–478. DOI: 10.1134/S0023291218040043.
- Урьев Н.Б. Реологические и тиксотропные свойства водной суспензии бентонитовой глины, предварительно подвергнутой электрогидродинамическому воздействию // Коллоидный журнал. 2011. 73(1). С. 90–96.
- Осипов В.И., Карпенко Ф.С., Кальбергенов Р.Г., Кутергин В.Н., Румянцева Н.А. Реологические свойства глинистых грунтов // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2017. 6. С. 41–51.
- Таубаева Р., Месарош Р., Мусабеков К., Барань Ш. Электрокинетический потенциал и флокуляция суспензий бентонита в растворах ПАВ, полиэлектролитов и их смесей // Коллоидный журнал. 2015. 77(1). С. 100. DOI: 10.7868/S0023291214060172.
- Апкарьян А.С., Саблина Т.Ю. Физико-технические свойства глины Корниловского месторождения Томской области // Известия вузов. Физика. 2022. 65(7). (776). С. 35–41. DOI: 10.17223/00213411/65/7/35.
- Осипов В.И., Соколов В.Н. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств. М.: ГЕОС, 2013. 578 с.
- Сонин А.С., Чурочкина Н.А., Казначеев А.В., Голованов А.В. Жидкие кристаллы дисперсий глин // Коллоидный журнал. 2018. 80(6). С. 629–651. DOI: 10.1134/S0023291218060174.
- Королев В.А. К вопросу об «ионно-электростатических связях» в глинах и причинах упрочнения глин при дегидратации // Инженерная геология. 2019. 14(3). С. 6–19. DOI: 10.25296/1993-5056-2019-14-3-6-18.
- Rahgozar M., Saberian M., Li J. Soil stabilization with non-conventional eco-friendly agricultural waste materials: An experimental study. Transportation Geotechnics. 2018; 14: 52–60. DOI: 10.1016/j.trgeo.2017.09.004.
- Marto A., Latifi N., Eisazadeh A. Effect of non-traditional additives on engineering and microstructural characteristics of laterite soil. Arabian Journal for Science and Engineering. 2014; 39(10): 6949–6958. DOI: 10.1007/s13369-014-1286-1.
- Latifi N., Marto A., Eisazadeh A. Physicochemical behavior of tropical laterite soil stabilized with non-traditional additive. Acta Geotechnica. 2016; 11(2): 433–443. DOI: 10.1007/s11440-015-0370-3.
- Sol-Sánchez M., Castro J., Ureña C., Azañón J. Stabilisation of clayey and marly soils using industrial wastes: pH and laser granulometry indicators. Engineering Geology. 2016; 200: 10–17. DOI: 10.1016/j.enggeo.2015.11.008.
- Latifi N., Meehan C., Majid M., Horpibulsuk S. Strengthening montmorillonitic and kaolinitic clays using a calcium-based non-traditional additive: A micro-level study. Applied Clay Science. 2016; 132–133: 182–193. DOI: 10.1016/j.clay.2016.06.004.
- al-Swaidani A., Hammoud I., Meziab A. Effect of adding natural pozzolana on geotechnical properties of limestabilized clayey soil. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016; 8(5): 714–725. DOI: 10.1016/j.jrmge.2016.04.002.
- Гришин А.Н., Панченко А.И., Харченко И.Я., Баженов М.И. Тонкодисперсное композиционное вяжущее для закрепления грунтов инъекционным способом // Вестник МГСУ. 2017. 12(11). (110). С. 1289–1298. DOI: 10.22227/1997-0935.2017.11.1289-1298.
- Родыгин К.С., Гырдымова Ю.В., Анаников В.П. Карбидный шлам – ключевой неорганический компонент устойчивого углеродного цикла // Успехи химии. 2022. 91(7). RCR5048. DOI: 10.1070/RCR5048.
- Соколова Ю.В., Нелюбова В.В., Айзенштадт А.М., Строкова В.В. Реология грунтобетонных смесей на основе полимер-органического связующего с минеральным модификатором // Строительные материалы. 2022. 12. С. 26–32. DOI: 10.31659/0585-430X-2022-809-12-26-32.
- Соколова Ю.В., Айзенштадт А.М., Фролова М.А., Шинкарук А.А., Махова Т.А. Потенциометрический метод оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов // Нанотехнологии в строительстве. 2023. 15(4). С. 349–358. DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-4-349-358.
