Структура и свойства нанодисперсного кремнезема, синтезированного золь-гель методом

Обосновано, что среди всего многообразия пуццолановых добавок различного происхождения и состава одной из наиболее эффективных является нанодисперсный кремнезем. Это обусловлено его высокой активностью и возможностью использования в малых дозировках. При этом наиболее простым в аппаратурном оформлении способом его поучения является золь-гель синтез. Доказана эффективность авторского модернизированного получения водных растворов наночастиц кремнезема. Показаны структурно-топологические параметры (форма и размер отдельных частиц и их агломератов) нанодисперсного кремнезема, синтезированного модернизированным золь-гель методом. Произведено сравнение промышленно выпускаемого кремнезема с синтезированным. Обоснованы отличия в структуре порошков, полученных различными способами с учетом вида поверхностно-активного вещества. Показаны физико-химические особенности нанодисперсного кремнезема, синтезированного с использованием различных поверхностно-активных веществ. Показана принципиальная возможность получения структурно-устойчивого нанодисперсного кремнезема с высокой дисперсностью, сверхмалыми размерами отдельных частиц и правильной их формой при формировании порошкообразного вещества с высокой активностью. Обосновано, что подбор стабилизаторов и дополнительных компонентов сырьевой смеси позволяет направленно регулировать синтез вещества с требуемыми структурными параметрами (морфологией и размерами частиц) и физико-химическими свойствами.

В.В. НЕЛЮБОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.О. КУЗЬМИН, инженер (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.В. СТРОКОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46)

1. Румянцев Е.В., Байбурин А.Х., Соловьев В.Г., Ахмедьянов Р.М., Бессонов С.В. Технологические параметры качества самоуплотняющихся мелкозернистых бетонных смесей для зимнего бетонирования стыков // Строительные материалы. 2021. № 5. С. 4–14. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-791-5-4-14
2. Федосов С.В., Ибрагимов А.М., Редькина А.С., Нестеров С.А. Определение технологических параметров механомагнитной активации водных систем с пластифицирующей добавкой // Строительные материалы. 2010. № 3. С. 49–51.
3. Политаева А.И., Елисеева Н.И., Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Гавранек И., Михайлова О.Ю. Роль микрокремнезема в структурообразовании цементной матрицы и формировании высолов в вибропрессованных изделиях // Строительные материалы. 2015. № 2. С. 49–55.
4. Панина А.А., Корнилов А.В., Лыгина Т.З., Пермяков Е.Н. Активированные дисперсные минеральные наполнители для портландцемента // Строительные материалы. 2013. № 12. С. 74–75.
5. Степанова В.Ф., Розенталь Н.К., Чехний Г.В., Баев С.М. Определение коррозионной стойкости торкрет-бетона как защитного покрытия бетонных и железобетонных конструкций // Строительные материалы. 2018. № 8. С. 69–72.
6. Русина В.В., Корда Е.В., Львова С.А. Коррозионная стойкость мелкозернистых бетонов на основе техногенного сырья // Строительные материалы. 2011. №. 8. С. 29–31.
7. Чайка Т.В. Влияние агломератов нанопорошка карбида вольфрама на свойства цемента // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2021. № 7. С. 8–16.
8. Нецвет Д.Д., Нелюбова В.В., Строкова В.В. Композиционное вяжущее с минеральными добавками для неавтоклавных пенобетонов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2019. № 4. С. 122–131.
9. Бондаренко Д.О. Подбор и анализ сырьевых компонентов для защитного и декоративного слоя композиционного материала // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2021. № 12. С. 27–33.
10. Урханова Л.А., Доржиева Е.В., Гончикова Е.В., Яковлев А.П. Синтез коллоидной добавки на основе алюмосиликатных пород для модификации цементного камня // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 50–56. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-50-56
11. Урханова Л.А., Розина В.Е. Высокопрочный бетон с использованием золы-уноса и микро-кремнезема // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. № 10 (57). С. 97–100.
12. Потапов В.В., Горев Д.С. Сравнительные результаты повышения прочности бетона вводом нанокремнезема и микрокремнезема // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 9. С. 98–102.
13. Singh M.R., Lipson R.H. Transport and optical properties of nanomaterials. Proc. of the Intern. Conf. Ser: AIP Conf. Proc./Mater. Phys. and Appl. Ser. 2009. 1147.
14. Потапов В.В. и др. Применение мембранных методов для очистки гидротермальных растворов от кремнезема // Природообустройство. 2008. № 3. С. 49–58.
15. Бардаханов С.П., Корчагин А.И., Куксанов Н.К. и др. Получение нанопорошков испарением исходных веществ на ускорителе электронов при атмосферном давлении. Доклады Академии наук. 2006. Т. 409. № 3. С. 320–323.
16. Иванчик Н.Н. и др. Оценка применения продуктов переработки отходов кремния в качестве ультрадисперсных активирующих флюсов для дуговой сварки. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. № 12 (119). С. 165–172.
17. Богуславский Л.З. и др. Электрический взрыв проводников для получения наноразмерных карбидов и нанесения функциональных нанопокрытий // Электронная обработка материалов. 2019. Т. 55. № 5. С. 10–23.
18. Потапов В.В. и др. Нанокремнезем: повышение прочности бетонов // Наноиндустрия. 2013. № 3. С. 40–49.
19. Патент РФ 2701911. Способ получения гидрозоля монодисперсного нанокремнезема для изготовления бетона / Баскаков П.С., Строкова В.В., Кузьмин Е.О. Заявл. 20.03.2019. Опубл. 02.10.2019. Бюл. № 28.
20. Шангина Н.Н. О влиянии поверхностных свойств компонентов на реологические свойства структурированных дисперсных систем. Ресурсосберегающие технологии и управление качеством в производстве строительных материалов, изделий и конструкций. 2004. С. 24–29.