Кубань на 75% обеспечивает Россию рисом. Неудивительно, что до 600 тыс. тонн рисовой соломы ежегодно остается на чеках. Как-то ее утилизируют, часто просто – выжигают. Между тем, правильно обожженная солома представляет собой кладезь аморфного кремнезема, небесполезного, как известно, для цементных систем. Фото термообработанной золы рисовой соломы и ее элементный анализ по данным энергодисперсионного анализа приведены на рис.1

Рисунок 1

Пробу сухой золы обработали в ультразвуковом диспергаторе при частоте 30 кГц (иностранные коллеги чаще используют термин «сонохимическая обработка», подробней об этом писал в ТГ здесь). Не вдаваясь в детали режима обработки (длительность и мощность), нами было получено, по сути, два продукта, потенциально полезные для бетона на основе портландцемента: 1– водный коллоидный раствор, содержащий, в том числе, наноразмерный кремнезем; 2 - осадок, который после высушивания явил собой микропорошок с удельной поверхность 20568 см2/г (рис. 2). Скорость седиментации коллоидного раствора, как и микрофотографии, подтвердили присутствие частиц до 30 нм. Фотография приведена на рис. 3.

Рисунок 2   

Рисунок 3

Недостатком используемой нами электронной микроскопии является необходимость высушивать материал перед съемкой. Операция высушивания, т.е. переход материала из состояния стабильного водного раствора в сухой порошок сопровождается, естественно, агломерацией частиц. Несмотря на это, на фото различимы отдельные частицы менее 100 нм.

Полученный коллоидный раствор, который мы называем здесь нанобиокремнеземом (далее НБК), затем вводился в цементно-водную смесь. Цемент CEM III/42.5. Водоцементное отношение принималось постоянным для всех составов В/Ц=0,35. При расчете количества воды затворения учитывалась вода раствора НБК. Дозировки НБК по сухому веществу от массы цемента принимались следующими: 0,44; 0,88; 1,3 и 1,7%. Прочностные характеристики сравнивались с контрольным составом без добавки. Прочность определялась в возрасте 1 и 28 суток нормального твердения.

Результаты влияния полученного НБК на прочность при сжатии приведены на рис. 4.

Рисунок 4

Выводы:

Очевидно, влияние на прочность положительная. Примечательно, что не только в раннем возрасте (24 часа), но и в проектном возрасте (28 суток) имеем весьма значительный прирост в зависимости от дозировки. Так, в раннем возрасте прирост прочности составил от 5 до 92%, в проектном возрасте – от 19 до 157%. Прирост прочности цементного камня более чем в 2,5 раза представляется весьма существенным и требует подтверждения в бетоне. Тем не менее, очевидно, что направление перспективное.

Связаться с автором: udodov-tec@mail.ru