ВЛИЯНИЕ ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ МЕЛАМИН-СУЛЬФОНАТ-ФОРМАЛДЕГИДА СУПЕРПЛАСТИФИКТОРА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

INFLUENCE OF SUPERPLASTICIZER OBTAINED ON THE BASIS OF CONDENSATION PRODUCTS OF MELAMINE-SULFONATE-FORMALDEHYDE ON THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF CEMENT COMPOSITIONS
Цитировать:
ВЛИЯНИЕ ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ МЕЛАМИН-СУЛЬФОНАТ-ФОРМАЛДЕГИДА СУПЕРПЛАСТИФИКТОРА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Исмоилов Ф.С. [и др.]. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15204 (дата обращения: 15.07.2024).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniTech.2023.109.4.15204

 

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлены результаты исследования структуры синтезированного суперпластификатора полученного на основе конденсационных продуктов меламин-сульфонат-формалдегида (МСФ) с помощью инфракрасной спектроскопии. Также приведены результаты испытаний физико-механических свойств строительных композиций с добавлением синтезированного суперпластификатора.

ABSTRACT

This article presents the results of a study of the structure of the synthesized superplasticizer obtained on the basis of condensation products of melamine-sulfonate-formaldehyde (MSF) using infrared spectroscopy. The results of testing the physical and mechanical properties of building compositions with the addition of a synthesized superplasticizer are also presented.

 

Ключевые слова: суперпластификатор, меламин-сульфонат-формалдегид, ИК-спектроскопия, прочность цементного камня, подвижность бетонной смеси.

Keywords: superplasticizer, melamine-sulfonate-formaldehyde, IR spectroscopy, cement stone strength, concrete mix mobility.

 

Введение. Во всем мире суперпластификаторы на основе синтетических олигомеров применяют для улучшения реологических, физико-механических свойств и регулирования структуры композиционных материалов, в том числе бетонов и бетонных смесей [1].

Эффект повышения подвижности бетонной смеси с суперпластификаторами может быть использован для снижения водоцементного отношения при получении подвижных бетонных смесей. Снижение водопотребности бетонных смесей при добавлении суперпластификатора приводит к увеличению прочности бетона по сравнению с бетоном, полученным из бетонных смесей той же подвижности [2].

Для повышения качества композиционных строительных растворов в их состав добавляют различные минеральные или полимерные добавки. Композиционные растворы должны обладать достаточной прочностью на сжатие и прочность на изгиб, быть водонепроницаемыми и морозостойкими. Одной из таких добавок являются суперпластификаторы. Суперпластификаторы представляют собой стабилизаторы тампонажных растворов, образующиеся в результате адсорбции между жидкой и твердой фазами структурированной пленки.

Основными факторами действия суперпластификатора являются иммобилизация связанной с адсорбцией воды, снижение коэффициента внутреннего трения водоцементной смеси, размягчение СВЧ зерен цемента, повышение подвижности за счет эффекта стерического отталкивания для электростатических и некоторых видов добавок [3-4].

Одним из наиболее распространенных видов суперпластификаторов являются продукты, получаемые на основе реакций поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида [5].

Нами был синтезирован суперпластификатор на основе конденсационных продуктов меламин-сульфонат-формалдегида. При соотношении исходных продуктов МСФ 1:1:3 соответственно. На рис.1 показан ИК-спектр синтезированного суперпластификатора основе конденсационных продуктов меламин-сульфонат-формалдегида.

 

Рисунок 1. ИК-спектр синтезированного суперпластификатор C-3, 0,8%

Рисунок 2. ИК-спектр синтезированного суперпластификатор -2ВУ, 1%

 

Проанализирован химический состав добавки в чистом виде и в составе затвердевшего цементного раствора с помощью ИК–спектроскопии. Полученные ИК–спектры суперпластификатора -2ВУ и суперпластификатор С-3 представлены на рисунке 1,2.  На 1 рисунке добавка в цементной смеси 0,8% суперпластификатора С-3 взята в виде водного раствора, для нее характерна очень широкая полоса в области 3404,36 см-1, в которой поглощают ОН–группы, соединенные водородными связями, а 1662,64 см-1  присутствует полоса ~  R-CO-NH2 . На 2 рисунке добавка в цементной смеси суперпластификатор -2ВУ 1% 1621 см-1 присутствует полоса амидные группы R-CO-NH2. ИК-спектры обеспечивают более упорядоченное и стабильное структурообразование при введении небольшого количества химических добавок, что увеличивает прочность цементного камня, при этом прочность уменьшается с увеличением количества добавок в бетонных смесях.

Все физико-механические эксперименты проводились согласно международному ГОСТу 30459-2008 «Цементные и бетонные добавки» [6].

Для изучения влияния суперпластификаторов на физико-механические свойства, минералогический состав и сравнительную поверхность цемента был выбран цемент марки ПЦ 400 Д0 завода «Кызылкум Цемент». В качестве образцов были приготовлены бетонные образцы размером 4x4x16 см, которые после 28-дневного твердения в нормальных условиях были испытаны на гидравлических прессах для определения их уровня прочности.

Таблица 1.

Результаты испытаний цементных смесей с синтезированным суперпластификатором

Марка цемента

Количество суперпластификатора, %

Соотношение

вода/цемент

Растекаемость,

см

Прочность после

28 дней,

(N/мм2)

1

ПЦ 400 Д0

-

0.43

7

38.5

2

0.2

0.42

9

39.6

3

0.4

0.42

13

40.1

4

0.6

0.42

15

40.5

5

0.8

0.42

17,5

41.2

6

1

0.42

17,5

41,0

 

Портландцемент ПЦ 400 Д0 широко используется в различных видах строительных материалов. В связи с этим изучение физико-механических свойств строительных композиций на основе бетонных смесей с портландцементом и синтезированным суперпластификатором является очень актуальным в нашей стране. Растекаемость цементных паст была оценена при соотношении в/ц-0,42. По результатам экспериментов количество суперпластификатора по-разному влияет на цементные смеси. Самые хорошие результаты были получены при количестве суперпластификатора равной 0,8%. При количестве добавки 0,8% самая высокая прочность цементного камня - 41,2 N/мм2, самая хорошая растекаемость - 17.5 см. Кроме того, оптимальный вариант добавки одновременно повышал подвижность смеси, что приводило к уменьшению количества добавляемой в смесь воды, а также увеличению прочности.

 

Рисунок 3. График влияния количество суперпластификатора на Прочность цементного камня после 28 дней

 

Выводы

Полученные результаты показали, что добавление суперпластификатора на основе конденсационных продуктов меламин-сульфонат-формалдегида к цементной пасте в количестве от 0,2 до 0,8 % дает очень хороший эффект. Растекаемость цементной пасты увеличилась до 28% (9 см к 7 см) при добавлении 0,2% а при добавлении 0,8% растекаемость увеличилось до 17,5 см. Самая высокая прочность цементного камня достигнута при количестве добавки 0,8%.  Нами предложено оптимальное количество добавление суперпластификатора к цементной пасте равной 0,2-0,8%.  За счет модифицирования бетона прирост прочности образцов составляет более 40%.  Благодаря направленному применению изученной добавки возможно создание оптимальной микроструктуры цементного камня, упрочнение контактных зон цементного камня и заполнителя, уменьшение макропористости и, как следствие всех этих процессов, повышение прочности.

 

Список литературы:

  1. Гамали Э. А. Комплексные модификаторы на основе поликарбоксилатов эфиров и активных минеральных добавок для тяжелых конструкционных бетонов: дис. аканд. тех. наук: 23.05.05/Гамалий Э. А. – Челябинск, 2009. – 217 с.
  2. Каримов. М.Ю., Исмаилов Ф.С., Турапов М., Холмирзаев С.Т. // Новая суперпластификаторная добавка на основе вторичного продукта и ее влияние на свойства цементных композиций. // Британский вид ISSN 2041-3963. Том 7, ВЫПУСК 3, 2022 г. DOI 105281/ zenodo. 7249792, Инфа  фактор 8,528. SJIF 2024 4.629.
  3. Каримов М.Ю., Джалилов А.Т. Исследование влияния на реологические свойства бетона и свойства водоцементного раствора суперпластификатора на основе гидролизата полиакрилонитрила // «Новые полимерные композиционные материалы» Материалы IX Международной научно-практической конференции. Нальчик, 2013. С. 91–94.
  4. Каримов М.У., Джалилов А.Т., Самигов Н.А. Обучающие ИК-спектры синтезированного суперпластификатора // «Узбекский химический журнал» 2012., № 4. С. 19–22.
  5. Х.Дж.  Исмоилова . Органичесеая химия   Учебник  издательство "Интелект" 2021 г. 346 стр.
  6. Межгосударственный Стандарт ГОСТ 30459- 2008, Добавки для бетонов и строительных растворов, Определение и оценка эффективности, Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС), Москва Стандартинформ-2010 г.
Информация об авторах

докторант, Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар

Doctoral student of the Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Shuro-bazaar

д-р техн. наук, вед. научн. сотр., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат

Doctor of Technical Sciences, Leading Researcher, LLC Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Ibrat

д-р хим. наук, академик АН РУз, директор Ташкентского научно-исследовательского химико-технологического института, Республика Узбекистан, п/о Ибрат

D. Sc., Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Director of Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, the Republic of Uzbekistan, Ibrat

проф., кафедра общей химии, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши

Prof., Department of General Chemistry, Karshi Engineering and Economics Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top