Підвищення міцності композиційного матеріалу завдяки ефективній модифікації поверхні целюлозного заповнювача

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254814

Ключові слова:

рисове лушпиння, арболіт, міцність, заповнювач, модифікація, термообробка, в'яжуче, композиційний матеріал

Анотація

Розроблено ефективний спосіб підвищення міцності арболіту, заснований на методі термічної обробки рисового лушпиння. Внаслідок вигоряння поверхневого шару зерен при термічному впливі від зовнішніх целюлозних волокон структури лушпиння видаляються супутні елементи, тобто змінюється текстура поверхні матеріалу. Відомо, що міцність багатокомпонентних матеріалів залежить від міцності зв'язків між структурними елементами та міцності самих елементів. В арболіті міцність складових елементів велика, проте міцність арболіту практично не перевищує 2,5–3,5 МПа. Отже, одним із факторів, що визначають міцність арболіту, є міцність зчеплення його різнорідних частинок. Тому необхідною та обов'язковою умовою підготовки рисового лушпиння є його вимочування у воді, застосування хімічних добавок для його обробки. В результаті досліджень встановлено, що поверхня модифікованого рисового лушпиння хімічно активніша, ніж без обробки. Використання хімічних добавок дозволило нейтралізувати дію екстрактивних заповнювачів на цемент за рахунок утворення додаткових хімічних зв'язків у зоні контакту та знизити їхню токсичну дію на цемент при видаленні з цієї зони. В результаті термічного впливу у рисового лушпиння розкривається нова потенційна властивість, що виражається в модифікації лушпиння шляхом зміни текстури його поверхні, що при змішуванні з цементом посилює адгезійну зчеплюваність поверхонь. Методом термічної обробки рисового лушпиння клас арболіту за міцністю на стиск підвищений до 2,0, тобто отримано арболіт конструкційного призначення, що застосовується в якості несучих конструкцій малоповерхового будівництва

Біографії авторів

Elmira Kurmanbekova, International Educational Corporation (KazGASA)

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Faculty of Building Technologies, Infrastructure and Management

Aigul Sambetbayeva, International Educational Corporation (KazGASA)

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Faculty of Building Technologies, Infrastructure and Management

Посилання

  1. Ryb'ev, I. A. (2018). Stroitel'noe materialovedenie. Ch. 1. Moscow: Yurayt, 276.
  2. Afanas'ev, A. E., Efremov, A. S. (2011). Vliyanie strukturoobrazovaniya na plotnost' zhidkosti kolloidnykh kapillyarno-poristykh tel. Teoreticheskie osnovy khimicheskoy tekhnologii, 45 (1), 119–125.
  3. Schukin, E. D., Pertsov, A. V., Amelina, E. A. (2004). Kolloidnaya khimiya: uchebnik dlya universitetov i khimiko-tekhnologicheskikh vuzov. Moscow: Vysshaya shkola, 445.
  4. Suzuki, M. (2001). Pat. No. 2186797 RF. Kompozitsionnye sostavy s vysokoy absorbtsionnoy sposobnost'yu, absorbiruyuschiy listovoy material, pokrytiy takimi sostavami, i sposob ego izgotovleniya. No. 99114787/04; declareted: 15.12.1997; published: 20.07.2001.
  5. Barkovskiy, E. V., Tkachev, S. V., Pansevich, L. I., Latushko, T. V., Bolbas, O. P. (2009). Osnovy biofizicheskoy i kolloidnoy khimii. Minsk: Vysheyshaya shkola, 272.
  6. Fedyaeva, O. A. (2007). Promyshlennaya ekologiya. Omsk: Izdatel'stvo OmGTU, 145.
  7. Feofanov, V. A., Dzyubinskiy, F. A. (2006). Gal'vanokoagulyatsiya: teoriya i praktika besstochnogo vodopol'zovaniya. Magnitogorsk: MiniTip, 367.
  8. Rusanov, A. I., Schekin, A. K. (2016). Mitselloobrazovanie v rastvorakh poverkhnostno-aktivnykh veschestv. Sankt-Peterburg: OOO Izdatel'stvo «Lan'», 612.
  9. Uderbaev, S. S., Alibekov, N. B., Onaybekov, B. K. (2017). Issledovanie sistemy «tsellyuloznyy zapolnitel' – vyazhuschee» v strukture arbolita. Materiály XIII Mezinárodní vĕdecko – praktická konference, «Vĕda a technologie: krok do budoucnosti – 2017», 64–68.
  10. Akimova, N. V., Shepelenko, T. S., Sarkisov, D. Yu. (2015). Corrosive effect of sucrose on structure formation of cement/water system. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta, 6 (53), 128–134.
  11. Kudyakov, A. I., Simakova, A. S., Kondratenko, V. A., Steshenko, A. B., Latypov, A. D. (2019). Cement paste and brick properties modified by organic additives. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel’nogo Universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture, 6, 138–147. doi: https://doi.org/10.31675/1607-1859-2018-20-6-138-147
  12. Burenina, O. N., Davydova, N. N., Andreeva, A. V. (2015). Issledovanie vliyaniya kompleksnykh mineral'nykh modifitsiruyuschikh dobavok, vklyuchaya nanodobavki, na svoystva melkodispersnogo betona. Aktual'nye voprosy tekhnicheskikh nauk: materialy III Mezhdunar. nauch. konf. Perm': Zebra, 101–104.
  13. Hueller, F., Naber, C., Neubauer, J., Goetz-Neunhoeffer, F. (2018). Impact of initial CA dissolution on the hydration mechanism of CAC. Cement and Concrete Research, 113, 41–54. doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.06.004
  14. Danner, T. A., Yustnes, G., Geyker, M. R., Lauten, R. A. (2016). Vliyanie lignosul'fonatnykh plastifikatorov na gidratatsiyu C3A. Tsement i ego primenenie, 3, 76–80.
  15. Egbe, J. (2018). Investigation of Rice Husk Ash (RHA) as a Supplement in Cement for Building Applications. Civil Engineering Research Journal, 6 (2). doi: https://doi.org/10.19080/cerj.2018.06.555681
  16. Khaziakhmedova, R. M., Grachev, A. N., Bashkirov, V. N., Valiullina, A. I., Slobozhaninova, M. V. (2021). Interaction of adhesive with substrate surface in composite materials based on lignocellulose raw materials. Prom. Proizvod. Ispol'z. Elastomerov, 3, 58–62. doi: https://doi.org/10.24412/2071-8268-2021-3-58-62
  17. Kim, H. M., Sung, Y. J., Park, Y. S., Shin, J. C., Seo, Y. K. (2016). Changes in Rice Husk by Heat Treatment. Journal of Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry, 48 (6), 263. doi: https://doi.org/10.7584/jktappi.2016.12.48.6.263
  18. Ye, H. (2015). Creep Mechanisms of Calcium–Silicate–Hydrate: An Overview of Recent Advances and Challenges. International Journal of Concrete Structures and Materials, 9 (4), 453–462. doi: https://doi.org/10.1007/s40069-015-0114-7
  19. Bazhenov, Yu. M. (2015). Tekhnologiya betona. Moscow: Izdatel'stvo ASV, 528.
  20. Urhanova, L. A., Efremenko, A. S. (2011). Structural light-weight concretes on roasting-free porous aggregates. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 1 (48), 100–103.
  21. Adilhodzhaev, A. I., Igamberdiev, B. G. (2020). Interaction of adhesive with the substrate surface in a composite material based on modified gypsum and treated rice straw. Problemy sovremennoy nauki i obrazovaniya, 11–18. doi: https://doi.org/https://doi.org/10.24411/2304-2338-2020-10606
  22. Usov, B. A. (2016). Khimiya i tekhnologiya tsementa. Moscow: Infra-M, 158.
  23. Solov'ev, V. G., Korovyakov, V. F., Larsen, O. A., Gal'tseva, N. A. (2020). Kompozitsionnye materialy v stroitel'stve. Moscow: Izdatel'stvo MISI – MGSU. Available at: https://mgsu.ru/universityabout/Struktura/Kafedri/TVViB/mmaterials/Композиционные%20материалы%20в%20строительстве_уч.пособ.pdf
  24. Lotov, V. A. (2018). Interaction of cement particles with water or mechanism of hydration and hardening of cement. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 329 (1), 99–110.
  25. Pshenichniy, G. N. (2019). Stroitel'nye materialy i izdeliya: tekhnologiya aktivirovannykh betonov. Moscow: Izdatel'stvo Yurayt, 224.
  26. Rudnov, V. S. et. al. (2018). Stroitel'nye materialy i izdeliya. Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, 203.
  27. Azarov, V. I., Burov, A. V., Obolenskaya, A. V. (2021). Khimiya drevesiny i sinteticheskikh polimerov. Sankt-Peterburg: Lan', 624.
  28. Espaeva, A. S. (2011). Tekhnologiya plitnykh materialov. Almaty: TOO RPIK «Dəuіr», 488.
  29. Izraelashvili, Dzh. (2011). Mezhmolekulyarnye i poverkhnostnye sily. Moscow: Nauchniy mir, 456.
  30. Shuldyakov, K. V., Kramar, L. Ya., Trofimov, B. Ya., Makhmudov, A. M. (2020). Structure and Properties of Hardened Cement Paste with Modifying Agents. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Construction Engineering and Architecture, 20 (2), 54–64. doi: https://doi.org/10.14529/build200208
  31. Efremenko, A. S. (2019). Vysokoprochnye legkie betony na osnove tonkomolotykh kompozitsionnykh vyazhuschikh s ispol'zovaniem zol terrikonikov. Sankt-Petrburg: Naukoemkie tekhnologii, 128.
  32. Abu Маhadi, М. I., Bezborodov, А. V. (2017). Application slag-alkali binder in construction. RUDN Journal of Engineering Researches, 18 (2), 212–218. doi: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2017-18-2-212-218
  33. Sarsenbaev, B. K., Momyshev, T. A., Iskakov, T. U., Sarsenbaev, N. B., Aubakirova, T. S. (2012). Proizvodstvo shlakoschelochnykh vyazhuschikh i betonov na ikh osnove. Stroitel'nye matreialy, 56–57. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/proizvodstvo-shlakoschelochnyh-vyazhuschih-i-betonov-na-ih-osnove
  34. Nanazashvili, I. Kh. (1990). Stroitel'nye materialy iz drevesno-tsementnoy kompozitsii. Leningrad, 415.
  35. Terent'eva, E. P., Udovenko, N. K., Pavlova, E. A. (2015). Khimiya drevesiny, tsellyulozy i sinteticheskikh polimerov. Ch. 2. Sankt-Petrburg, 83.
  36. Volynskiy, V. N. (2007). Tekhnologiya drevesnykh plit. Arkhangel'sk, 300.
  37. Tyalina, L. N. (2011). Novye kompozitsionnye materialy. Tambov: GOU VPO TGTU, 80.
  38. Nanazashvili, I. Kh. (1990). Stroitel'nye materialy iz drevesnotsementnoy kompozitsii. Leningrad: Stroyizdat, 415.
  39. Uderbaev, S. S., Karibaev, E., Kurmanaeva, Zh. M. (2014). Issledovanie adgezii risovoy luzgi s zolotsementnymi vyazhuschimi smesyami. Molodoy ucheniy, 12 (71), 113–114.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-30

Як цитувати

Kurmanbekova, E., & Sambetbayeva, A. (2022). Підвищення міцності композиційного матеріалу завдяки ефективній модифікації поверхні целюлозного заповнювача. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(6 (116), 33–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254814

Номер

Том 2 № 6 (116) (2022): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Elmira Kurmanbekova, Aigul Sambetbayeva

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.