БЕТОНОМАНИЯ
Наука и исследования
БЕТОНОМАНИЯ
Дата размещения: 27.12.2025
Сонохимический метод получения нанобиокремнезема и его влияние на цементный камень
Аннотация:
Сонохимическим способом (ультразвуковой кавитацией) в водной среде получен нанобиокремнезем из золы рисовой соломы. Размеры полученных частиц - от 30 нм при среднем значении 100 нм. Показано влияние дозировки коллоидного раствора на прочность цементного камня при сжатии в раннем (24 часа) и проектном (28 суток) возрасте нормального твердения
Удодов Сергей Алексеевич
канд. техн. наук, доцент
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
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.
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.
Результаты влияния полученного НБК на прочность при сжатии приведены на рис. 4.
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.
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
