Визначення впливу складу алюмосилікатного зв’язуючого на реотехнологічні властивості адгезивів для деревини

Автор(и)

  • Sergii Guzii Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0003-0147-5035
  • Pavlo Kryvenko Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0001-7697-2437
  • Olena Guzii Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0001-9618-2950
  • Sergey Yushkevich Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-8471-7652

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185728

Ключові слова:

алюмосилікатний адгезив, динамічна і пластична в'язкість, поверхневий натяг, кут змочування, зусилля зсуву, дерев'яна підкладка

Анотація

Досліджено основні реотехнологічні властивості алюмосилікатних адгезивів для склеювання масивів деревини. Відзначено, що для адгезивів на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого складу Na2O×Al2O3×4,5SiO2×17,5H2O динамічна в’язкість в діапазоні швидкостей від 0 до 200 RPM змінюється від 6933 сП до 368,4 сП, а середня пластична в’язкість становить величину 86,27 сП. При однаковому значенні поверхневого натягу і роботи когезії, найменшим кутом змочування (cosQ=0,7973) і найбільшими коефіцієнтами змочування (s=0,8986) і млинності (f=-6,5 мН/м), а також роботами сил адгезії (Wa=58,23 мН/м), змочування (Ww=25,83 мН/м) характеризується підкладка бука, надалі - вільхи, ясеню, сосни, берези і дубу.

Для адгезивів на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого складу Na2O×Al2O3×6SiO2×20H2O динамічна в’язкість в діапазоні швидкостей від 0 до 200 RPM змінюється від 5340 сП до 374,4 сП, а середня пластична в’язкість становить величину 85,72 сП. При однаковому значенні поверхневого натягу і роботи когезії, найменшим кутом змочування (cosQ=0,5876) і найбільшими коефіцієнтами змочування (s=0,7938) і млинності (f=-19,34 мН/м), а також роботами сил адгезії (Wa=74,46 мН/м), змочування (Ww=27,56 мН/м) характеризується підкладка вільхи, надалі - сосни, дубу, берези, бука і ясеню.

Для адгезиву складу Na2O×Al2O3×4,5SiO2×17,5H2O при малих значеннях швидкості зсуву від 0,0378 до 1,05 1/сек зусилля зсуву збільшується від 26,21 dyne/cm2 до 48,64 dyne/cm2. Отримані дані значно перевищують ці ж показники рідинного скла при великих швидкостях зсуву від 14 до 39 1/сек.Для адгезиву складу Na2O×Al2O3×6SiO2×20H2O на малих швидкостях зсуву спостерігається різкий сплеск зусилля зсуву від 40 до 110 dyne cm2. Це пов'язано з процесами диспергації кремнеземистої складової. При збільшенні значень швидкості зсуву від 5 до 42 1/сек зусилля зсуву збільшується від 110 до 158 dyne/cm2. Це пов'язано зі стабілізацією значень в'язкості з утворенням однорідної структури адгезиву

Біографії авторів

Sergii Guzii, Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Pavlo Kryvenko, Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

Доктор технічних наук, професор

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Olena Guzii, Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

Технік

Sergey Yushkevich, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кафедра хімічної технології кераміки та скла

Посилання

  1. Hrulev, V. M. (Ed.) (1983). Derevyannye konstruktsii i detali. Moscow: Stroyizdat, 288.
  2. Vernigorova, V. N., Sadenko, S. M. (2014). Klei i skleivanie. Penza: PGUAS, 120.
  3. Tambi, A. A., Chubinsky, A. N., Chauzov, K. V., Kulikov, A. M. (2016). Research of adhesive bond of wood. Forestry bulletin, 2, 120–126.
  4. Rindler, A., Hansmann, C., Konnerth, J. (2019). The effect of moisture on the mechanical response of wood, adhesive and their interphase by means of nanoindentation. Wood Science and Technology, 53 (4), 729–746. doi: https://doi.org/10.1007/s00226-019-01100-4
  5. Ülker, O. (2016). Wood Adhesives and Bonding Theory. Adhesives - Applications and Properties. doi: https://doi.org/10.5772/65759
  6. Pizzi, A. (1994). Advanced Wood Adhesives Technology. New York, 304.
  7. Frihart, C. R. (2015). Introduction to Special Issue: Wood Adhesives: Past, Present, and Future. Forest Products Journal, 65 (1-2), 4–8. doi: https://doi.org/10.13073/65.1-2.4
  8. Liu, X., Zhang, X., Long, K., Zhu, X., Yang, J., Wu, Y. et. al. (2012). PVA wood adhesive modified with sodium silicate cross-linked copolymer. Proceedings of 2012 International Conference on Biobase Material Science and Engineering. doi: https://doi.org/10.1109/bmse.2012.6466192
  9. Krivenko, P., Petropavlovsky, О., Vozniuk, G. (2018). Alkaline Aluminosilicate Binder for Gluing Wood Board Materials. Key Engineering Materials, 761, 11–14. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.761.11
  10. Sychev, M. M. (1986). Neorganicheskie klei. Leningrad: Himiya, 152.
  11. Poddenezhniy, E. N., Boyko, A. A., Pahovchishin, S. V. (2003). Reologiya kompozitsionnyh kremnezemsoderzhashchih kolloidnyh sistem i modelirovanie protsessov ih destabilizatsii. Vestnik Gomel'skogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. P.O. Suhogo, 3, 20–27.
  12. Zakordonskiy, V., Lazaruk, B. (2014). Processes of aggregation and rheology of aerosil A-175 dispersions, modified by polyethyleneoxide. Visnyk of the Lviv University. Series Chemistry, 55 (2), 472–485.
  13. Amorós, J. L., Beltrán, V., Sanz, V., Jarque, J. C. (2010). Electrokinetic and rheological properties of highly concentrated kaolin dispersions: Influence of particle volume fraction and dispersant concentration. Applied Clay Science, 49 (1-2), 33–43. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2010.03.020
  14. Zdorenko, N. M. (2009). Reotehnologicheskie svoystva kaolinitovyh i kaolinit-gidroslyudistyh glinistyh mass s kompleksnoy organomineral'noy dobavkoy. Belgorod, 140.
  15. Klimosh, Yu. A., Levitskiy, I. A. (2011). Reologicheskie svoystva shlikerov na osnove polimineral'nyh glin s dobavkoy elektrolitov. Steklo i keramika, 4, 19–22.
  16. McIntyre, E. C., Filisko, F. E. (2009). Squeeze Flow Rheology of Zeolite Suspensions. Applied Rheology, 19 (4), 44322-1–44322-8. doi: https://doi.org/10.1515/arh-2009-0016
  17. Provis, J. L, van Deventer, S. J. (2009). Geopolymers: Structures, Processing, Properties and Industrial Applications. Elsevier, 464. doi: https://doi.org/10.1533/9781845696382
  18. Krivenko, P., Guzii, S. (2018). The effect of modifying additives on the modulus of elasticity and strength of adhesives based on an alkaline aluminosilicate binder. Proceed. of the 20. Ibausil. Internationale Baustofftagung. Weimar, 2-1213–2-1218.
  19. Zacahua-Tlacuatl, G., Pérez-González, J., Javier Castro-Arellano, J., Balmori-Ramírez, H. (2010) Rheological Characterization and Extrusion of Suspensions of Natural Zeolites. Applied Rheology, 20 (3), 34037-1–34037-10. doi: http://doi.org/10.3933/ApplRheol-20-34037
  20. Guzii, S., Hela, R., Kyrychok, V. (2013). Rehabilitation of Concrete Surfaces of Hydropower Engineering Structures Deteriorated by Soft Corrosion and Cavitation. Advanced Materials Research, 688, 107–112. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.688.107
  21. Krivenko, P., Guziy, S., Abdullah Al Musa, J. (2015). The Influence of Cavitation Treatment on Amorphization of Kaolinite in the Dispersion of the “Kaolin–Na2O · nSiO2 · mH2O–NaOH–H2O” Composition. Calcined Clays for Sustainable Concrete, 387–393. doi: https://doi.org/10.1007/978-94-017-9939-3_48
  22. Krivenko, P. V., Guzii, S., Hela, R. (2017). The Influence of Cavitation Treatment on Nano Structuring of Alkali Aluminosilicate Binder for Intumescent Coatings. Materials Science Forum, 908, 63–70. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.908.63
  23. Martyntsev, V., Guzii, S., Nazarenko, I., Glyva, V., Guzii, O. (2017). Investigation of rheo-mechanical properties of cement suspensions activated in a hydrodynamic cavitator. Technology Audit and Production Reserves, 6 (3 (38)), 18–25. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.119479
  24. Kryvenko, P., Volodymyr, K., Guzii, S. (2016). Influence of the ratio of oxides and temperature on the structure formation of alkaline hydro-aluminosilicates. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (83)), 40–48. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79605
  25. Barrer, R. (1982). Hydrothermal chemistry of zeolites. Academic Press, 360.
  26. Mejía de Gutiérrez, R., Trochez, J. J., Rivera, J., Bernal, S. A. (2015). Synthesis of geopolymer from spent FCC: Effect of SiO2/Al2O3 and Na2O/SiO2 molar ratios. Materiales de Construcción, 65 (317), e046. doi: https://doi.org/10.3989/mc.2015.00814
  27. Kravchenko, A., Guzii, S. (2015). Determining the fire resistance properties of timber, protected by geocement-based coatings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (73)), 38–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.36843
  28. Krivenko, P. V., Guzii, S. G., Bodnarova, L., Valek, J., Hela, R., Zach, J. (2016). Effect of thickness of the intumescent alkali aluminosilicate coating on temperature distribution in reinforced concrete. Journal of Building Engineering, 8, 14–19. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2016.09.003
  29. Krivenko, P. V., Guzii, S. G., Bondarenko, O. P. (2019). Alkaline Aluminosilicate Binder-Based Adhesives with Increased Fire Resistance for Structural Timber Elements. Key Engineering Materials, 808, 172–176. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.808.172
  30. Guzii, S. G., Krivenko, P. V., Bondarenko, O. P., Kopylova, T. (2019). Study on Physico-Mechanical Properties of the Modified Alkaline Aluminosilicate Adhesive-Bonded Timber Elements. Solid State Phenomena, 296, 112–117. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.296.112
  31. Krivenko, P. V., Guzii, S. G., Bodnarova, L., Valek, J., Hela, R., Zach, J. (2016). Effect of thickness of the intumescent alkali aluminosilicate coating on temperature distribution in reinforced concrete. Journal of Building Engineering, 8, 14–19. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2016.09.003
  32. Ershov, Yu. A. (2013). Kolloidnaya himiya. Fizicheskaya himiya dispersnyh sistem. Moscow: GEOTAR-Media, 352.
  33. Glazacheva, E. N., Uspenskaya, M. V. (2015). Kolloidnaya himiya. Metodicheskie ukazaniya k vypolneniyu laboratornyh rabot. Sankt-Peterburg: Universitet ITMO, 62.
  34. Guzii, S. (2017). Investigation of the influence of organomineral additives on the colloid-chemical properties of geocement dispersion. Technology Audit and Production Reserves, 3 (1 (35)), 38–43. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.105678
  35. Figovskiy, O. L., Kudryavtsev, P. G. (2014). Liquid glass and aqueous solutions of silicates, as a promising basis for technological processes of new nanocomposite materials. Inzhenerniy vestnik Dona. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/zhidkoe-steklo-i-vodnye-rastvory-silikatov-kak-perspektivnaya-osnova-tehnologicheskih-protsessov-polucheniya-novyh
  36. Panahov, G. M., Abbasov, E. M., Yuzbashiyeva, A. O., Rasulova, S. R., Guseynov, V. G. (2016). Rheological properties of structured disperse systems. Oil and Gas Business, 15 (2), 133–140.
  37. Malkin, A. Ya., Isaev, A. I. (2007). Reologiya: kontseptsii, metody, prilozheniya. Sankt-Peterburg: Professiya, 560.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-03

Як цитувати

Guzii, S., Kryvenko, P., Guzii, O., & Yushkevich, S. (2019). Визначення впливу складу алюмосилікатного зв’язуючого на реотехнологічні властивості адгезивів для деревини. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(6 (102), 30–38. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185728

Номер

Том 6 № 6 (102) (2019): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Sergii Guzii, Pavlo Kryvenko, Olena Guzii, Sergey Yushkevich

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.