Главная Архив номеров Вестник МГСУ 2017/7 МОДЕЛЬ И МЕХАНИЗМ СТАБИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК ПЛАСТИФИКАТОРОМ НА ПОЛИКАРБОКСИЛАТНОЙ ОСНОВЕ

Наноиндустрия в строительств

МОДЕЛЬ И МЕХАНИЗМ СТАБИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК ПЛАСТИФИКАТОРОМ НА ПОЛИКАРБОКСИЛАТНОЙ ОСНОВЕ

  • Самченко Светлана Васильевна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ) доктор технических наук, профессор кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26.
  • Земскова Ольга Викторовна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ) кандидат химических наук, доцент кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26.
  • Козлова Ирина Васильевна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ) аспирант кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26.

Страницы 724-732

Рассматривается способ введения углеродных нанотрубок (УНТ) в состав цементных матриц в виде стабилизированных суспензий для равномерного их распределения в объеме цементной системы. Цель исследования - изучение агрегативной и седиментационной устойчивостей суспензий УНТ в присутствии пластификатора на поликарбоксилатной основе при ультразвуковом воздействии, установление кинетических зависимостей коагуляции и описание моделей и механизмов стабилизации суспензий с точки зрения современной теории, определение возможности применения УНТ в виде суспензий для модифицирования портландцемента. Объектом исследования были портландцемент, многослойные УНТ, пластификатор на поликарбоксилатной основе. Представлен механизм стабилизации водной суспензии УНТ пластификатором на поликарбоксилатной основе за счет закрепления на поверхности наночастицы функциональных групп пластификатора. Неполярная составляющая пластификатора обеспечивает образование высоковязкой прослойки между частицами УНТ и дисперсионной средой, а полярная составляющая - формирование двойного электрического слоя (ДЭС), способствующего мицеллообразованию УНТ. Описана модель мицеллы УНТ. Установлено, что проведение ультразвукового диспергирования обеспечивает устойчивость суспензий УНТ в течение семи суток и более. Показано, что при введении стабилизированных пластификаторов на поликарбоксилатной основе УНТ в виде суспензий в состав цементных паст они равномерно распределяются в объеме цементной системы, обусловливая получение цементного камня с повышенными эксплуатационными свойствами.

DOI: 10.22227/1997-0935.2017.7.724-732

Библиографический список
  1. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Корженко А. и др. Применение дисперсий многослойных углеродных нанотрубок при производстве силикатного газобетона автоклавного твердения // Строительные материалы. 2013. № 2. С. 25-29.
  2. Карпова Е.А., Али Э.М., Скрипкюнас Г. и др. Модификация цементного бетона комплексными добавками на основе эфиров поликарбоксилата, углеродных нанотрубок и микрокремнезема // Строительные материалы. 2015. № 2. С. 40-48.
  3. Petrunin S., Vaganov V., Sobolev K. Cement composites reinforced with functionalized carbon nanotubes // Journal of the Society for American Music. 2014. Vol. 1611. No. 2. Pp. 133-138.
  4. Yakovlev G., Pervushin G., Maeva I. et al. Modification of construction materials with multi-walled carbon nanotubes // Procedia Engineering. 2013. Vol. 57 : Modern Building Materials, Structures and Techniques. Pp. 407-413.
  5. Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Керене Я. и др. Комплексная добавка на основе углеродных нанотрубок и микрокремнезема для модификации газосиликата автоклавного твердения // Строительные материалы. 2014. № 1-2. С. 3-7.
  6. Шеховцова С.Ю., Высоцкая М.А. Влияние углеродных нанотрубок на свойства ПБВ и асфальтобетона // Вестник МГСУ. 2015. № 11. С. 110-119.
  7. Wang B., Han Y., Liu S. Effect of highly dispersed carbon nanotubes on the flexural toughness of cement-based composites // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 46. Pp. 8-12.
  8. Konsta-Gdoutos M., Metaxa Z.S., Shah S.P. Highly dispersed carbon nanotubes reinforced cement based materials // Cement and Concrete Research. 2010. Vol. 40. Pp. 1052-1059.
  9. Фиговский О.Л., Бейлин Д.А., Пономарев А.Н. Успехи применения нанотехнологий в строительных материалах // Нанотехнологии в строительстве. 2012. № 3. С. 6-21.
  10. Киски С.С., Агеев И.В., Пономарев А.Н. и др. Исследование возможности модификации карбоксилатных пластификаторов в сосотаве модифицированных мелкозернистых бетонных смесей // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 8. С. 42-46.
  11. Епифановский И.С., Пономарев А.Н., Донской А.А., Каширин С.В. Модификация свойств полимерных материалов малыми концентрациями фуллероидов // Перспективные материалы. 2006. № 2. С. 15-18.
  12. Yazdanbakhsh A., Grasley A.Z., Tyson B., Abu Al-Rub R.K. Distribution of carbon nanofibers and nanotubes in cementitious composites // Transportation Research Record. 2010. Vol. 1. Pp. 95-98.
  13. Samchenko S.V., Zemskova O.V., Kozlova I.V. The efficiency of application of physical and chemical methods on the homogeneous dispersion of carbon nanotubes in water suspension // Cement-Wapno-Beton. 2015. Vol. XX/LXXXII. No. 5. Pp. 322-327.
  14. Samchenko S.V., Zemskova O.V., Kozlova I.V. Stabilization of carbon nanotubes with superplasticizers basedonpolycarboxylate resin ethers // Russian Journal of Applied Chemistry. 2014. Vol. 87. No. 12. Pp. 1872-1876.
  15. Rausch J., Zhuang R.C., Moder E. Surfactant assisted dispersion of functionalized multi-walled carbon nanotubes in aqueous media // Composites A. 2010. Vol. 41. Pp. 1038-1046.
  16. Mendoza O., Sierra G., Tobon J.I. Influence of super plasticizer and Ca(OH)2 on the stability of functionalized multi-walled carbon nanotubes dispersions for cement composites applications // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 47. Pp. 771-778
  17. Самченко С.В., Земскова О.В., Козлова И.В. Стабилизация дисперсий углеродных нанотрубок при ультразвуковой обработке // Техника и технология силикатов. 2014. Т. 21. № 3. С. 14-18.
  18. Королев Е.В., Иноземцев А.С. Эффективность физических воздействий для диспергирования наноразмерных модификаторов // Строительные материалы. 2012. № 1. С. 1-4.
  19. Ruan B., Jacobi A.M. Ultrasonication effects on thermal and rheological properties of carbon nanotubes suspensions // Nanoscale Research Letters. 2012. Vol. 7. P. 127.
  20. Королев Е.В., Кувшинова М.И. Параметры ультразвука для гомогенизации дисперсных систем с наноразмерными модификаторами // Строительные материалы. 2010. № 9. С. 85-88.
  21. Ролдугин В.И. О едином механизме действия поверхностных сил различной природы // Коллоидный журнал. 2015. Т. 77. № 2. С. 214-219.
  22. Соболев А.А. Структурные, реологические и электрические свойства суспензий технического углерода различной степени окисления в полярной и неполярной диэлектрических дисперсионных средах // Коллоидный журнал.2015. Т. 77. № 3. С. 364-377.
  23. Захарычев Е.А., Кабина М.А., Разов Е.Н., Семенычева Л.Л. Исследование устойчивости водных суспензий функционализированных углеродных нанотрубок // Коллоидный журнал. 2016. Т. 78. № 5. С. 556-561.
  24. Целуйкин В.Н. Получение дисперсий фуллерена С60 в воде // Коллоидный журнал. 2016. Т. 78. № 5. С. 668-670.
  25. Королев Е.В. Оценка концентрации первичных наноматериалов для модифицирования строительных композитов // Строительные материалы. 2014. № 6. С. 31-34.

Cкачать на языке оригинала