Введение к работе
Актуальность работы . Процессы структурообразования и течения в высокоцентрированных водных минеральных суспензиях и способы их регулирования относятся к числу наиболее актуальных проблем коллоидной химии. В больших масштабах водные минеральные суспензии используются в производстве керамики, бетонов, строительных изде-делий и конструкций и т.д.
Одним из наиболее эффективных способов регулирования реологических свойств и агрегативной устойчивости таких суспензий является применение веществ, обладающих поверхностной активностью на граница твердое тело-раствор. В промышленности строительных материалов такие вещества получили название пластификаторов и суперплзстификаторов. Анализ известных пластифицирующих добавок показывает, что прак т ически все они являются олигомерными полиолоктролитами на основе ароматических соединений. В настоящее время разработано много пластификаторов на основе как индивидуальных веществ, так и отходов производства, однако потребность в них удовлетворяется недостаточно.-
.. ' Работы в области синтеза и применения пластификаторов связаны преимущественно с выяснением технического эффекта их действия,между тем, не выявлены четкие критерии, позволяющие с достаточной определенностью предсказать пластифицирующую способность добавок.
В связи с этим актуальной проблемой является исследование зависимости свойств пластификаторов от состава и строения молекул, разработка научных основ синтеза и применения пластифицирующих добавок.
Данная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Белгородской государственной технологической академии строительных материалов по проблеме "Комплексное использование сырьевых ресурсов и отходов промышленности в производстве строительных материалов", а также в рамках проекта " Разработать, освоить производство и внедрить эффективные химические добавки для бетонов и строительных растворов" Государственной научно-технической программы "Стройпрогресс - 2000". Цель работы
Исследование влияния строения органических олигомерных
электролитов на агрегативную устойчивость минеральных суспензий.
В связи с вышеизложенным в работе были поставлены следующие задачи:
изучение влияния местоположении, количества и природы гидрофильных групп ( - so" и - о") на агрегатиЕную устойчивость минеральных суспензий;
разработка эффективного пластификатора на основе отходов производства;
- исследование влияния синтезированного пластификатора на свойства минеральных суспензий и бетонов. Автор защищает:
взаимосвязь между строением олигомерных электролитов и агрега-тивной устойчивостью минеральных суспензий;
результаты изучения влияния природы гидрофильных групп (-so~,-o~) на пластифицирующую активность олигомерных молекул;
способ получения, состав и строение суперпластификатора на основе кубовых остатков производства резорцина, формальдегида и отходов производства аскорбиновой кислоты;
закономерности изменения реологических свойств минеральных суспензий, содержащих' синтезированный суперпластификатор.
Научная новизна - '
Установлена взаимосвязь между строением олигомерных электролитов и агрегативной устойчивостью минеральных суспензий:
доказано,что необходимым условием является наличие не менее пяти мономерных бензольных звеньев в олигомерной цепи и олигомерні молекуле достаточно иметь концевые гидрофильные группы;
установлено,что максимальной пластифицирующей активностью обладают олигомэрные молекулы с оксильными группами в ароматическом кольце;
Разработан способ получения нового эффективного суперпластификатора путем конденсации с формальдегидом кубовых остатков производства резорцина (СБ-ЗА).
Найдены оптимальные условия синтеза, изучены строение и свойства полученного суперпластификатора.
Изучена реология минеральных суспензий и бетонных смесей, свойства бетонов с суперпластификатором СБ-ЗА. Практическое значение работы
Результаты исследований, изложенные в работе, могут быть
использованы:
для разработки способов получения эффективных пластифицирующих добавок из различных видов исходного сырья;
для прогнозирования с достаточной определенностью пластифицирующей способности новых добавок;
полученные результаты использованы для получения суперпластификатора СБ-ЗА, организованы промышленные испытания на заводе железобетонных изделий;
применение СБ-ЗА при производстве бетона позволяет:
увеличить подвижность бетонных смесей с осадки конуса 2-4 см до 23 см без снижения прочности бетонов;
увеличить прочность для равноподвижных смесей на 10-12 МПэ;
сократить расход цемента на 20S без снижения прочности бетонов;
повысить морозостойкость бетонных изделий в 1.5-2 раза. Апробация работы.
Основные результаты работы были изложены на xxvii научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников и т.д. "Научно-технический прогресс в строительстве" (г.Пенза, 19ЭЗг.); Международной конференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций"^.Бе лгород, 1993г.); конференции "Теория и практика применения суперпластификаторов в композиционных строительных материалах" (г.Пенза, 1993г); Международная конференция "Промышленность строительных материалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережения в условиях рыночных отношений" (г.Белгород,1997г.).
Публикации по теме диссертации.
Основные результаты работы изложены в 6 научных грудах, в том числе:1 статья, 5 тезисов докладов. Подана заявка на патент.
Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков, 15-таблиц.