Влияние лигносульфоната на основные физико-механические свойства пигментированного гипса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние лигносульфоната на основные физико-механические свойства пигментированного гипса

1.Состояние вопроса

лигносульфонат гипс водопоглощение

Применение технических лигнинов-одно из направлений комплексного использования растительного сырья и химической переработки древесины в народном хозяйстве РФ. В РФ имеются большое количество ЦБК, где образуются и производятся лигносульфонаты различного состава. В Архангельской области - Соломбальский, Архангельский, Котласский ЦБК. В Иркутской области - АО «Усть-илимский концерн», АО «Братскомплексхолдинг», Байкальский ЦБК, Ждановский ЦБК, Азамайский ЦБК, Карапчанский ЛПХ. В Ленинградской области - Выборский ЦБК, Сяський комбинат. В Карелии - ОАО «Кодопога», ОАО «Сегежабумпром». Пермская область - Пермский ЦБК, Камский ЦБК, ОАО «Соликамсбумпром», АО «Вишерабумпром». Это лишь небольшой перечень ЦБК РФ где имеются лигносульфонаты. Лигносулфонаты характеризуются наличием и многообразием ценных свойств, доступностью и относительно низкой стоимостью. Область применения и назначение лигносульфонатов приведены в табл.1

Таблица1. Область и назначение лигносульфонатов

Лигносульфонаты широко применяются за рубежом.

Основные производители и мощности производимого материала представлены на рис.1

Рис.1 Основные производители лигносульфонатов за рубежом.

Лигносульфонаты технические представляют собой натриевые соли лигносульфоновых кислот с примесью редуцирующих и минеральных веществ, а также обладают высокой поверхностной активностью[10-14]. Элементарный состав лигносульфонатов следующий (%): С-33,9; О-46,8; S-9,5; Na-5,7; K-0,18; Mg -0,80; прочие- 3,12.

Основная цель проводимой работы - исследование возможности повышения водостойкости пигментированных гипсов путем модификации их структуры с помощью лигносульфонатов.

Материалы, оборудование и методика испытаний

В качестве вяжущего применяли гипс среднего помола марки Г-5 ГОСТ 125-79. В качестве пигментов применялись пигменты IRON OXIDE PRINTONIK (RED 110 -красный, GREEN5605-зеленый, YELLOW313 -желтый). Основные характеристики пигментов представлены в работе[19-20].

Характеристики пластификаторов-лигносульфоната, суперпластификаторов С-3 и Мурапласта ФК-48 представлены в табл.2-4.

Таблица 2 Физико-технические показатели лигносульфоната

Таблица 3 Физико-технические свойства суперпластификатора С-3

Таблица 4 Физико-технические свойства Мурапласт ФК 48

При проведении испытаний пластификаторы смешивали с водой, а затем в этот раствор вводили гипсовое вяжущее. Перед тем как испытывать и проводить исследования по методике ГОСТ 23789-79 и методам, изложенным в следующих работах[19-20], была принята следующая последовательность предварительных испытаний:

- определялась нормальная густота гипсового теста, и изучалось влияние пластификаторов на изменение нормальной густоты и снижение количество воды затворения при их применении;

- изучалось изменение сроков схватывания при применении пластификаторов.

В дальнейшем оценивалось влияние пластификатора ЛСТ на прочностные свойства пигментированного гипсового материала, и изучались такие важные свойства как водопоглощение, коэффициент размягчения и изменение цвета. Испытания проводились в сравнении с другими известными пластификаторами.

Основные результаты испытаний представлены в табл. 5-6.

Таблица 5 Физико-механические свойства гипсового камня при различном содержании добавки ЛСТ

Таблица 6 Влияние пластификаторов на основные свойства пигментированного гипса *

· -Примечание в табл. 6 представлены лишь некоторые из результатов влияния пластификаторов на свойства пигментированных гипсов.

Проведенные исследования показывают, что при различных вариантов соотношения содержания добавок от 0,25 до 1% и расходов пигментов IRON OXIDE PRINTONIK, в том числе RED 110 -красный, GREEN5605-зеленый, YELLOW313 -желтый при расходах 0,25 до 2% имеется следующий порядок эффективности применения пластификаторов.

Добавки С-3, Мурапласт ФК-48 эффективно использовать для повышения прочностных свойств пигментированных гипсов, эксплуатирующийся только в сухих условиях, т. без воздействия на материал воды. Добавку ЛСТ возможно применять при воздействии на материал воды в течение 21 суток и при этом цветность материала не изменяется.

Следует особенно подчеркнуть, что лигносульфонаты отличаются следующими особенностями[15-18,21]:

- по химической природе - анионные водорастворимые полимеры с большим диапазоном значений молекулярной массы - 1500 - 200000 единиц. [15];

- при их введение происходит снижение водогипсового отношения за счет водоредуцирующего действия;

- лигносульфонаты имеют тенденцию образовывать с соединениями железа в результате модификации полимерной матрицы комплексные соединения в зависимости от степени окисления. [21]. В результате такой ассоциации происходит связывание Са²⁺ и Fe²⁺ с увеличением молекулярной массы лигносульфонатов;

- при введение в гипсовое тесто такого рода ПАВ происходит адсорбция на гидрофильных поверхностях при сопровождении гидрофобизации последних.

Выводы и предложения

1. Проведенными исследованиями установлено, что получение эффективных гипсовых композитов с повышенными эксплуатационными качествами возможно за счет применения лигносульфонатов.

2. Дальнейшие исследования необходимо продолжить в части дальнейшей модификации самих лигносульфонатов, что позволит при сохранении цвета пигментированного гипса значительно повысить его водостойкость.

Литература

1. Ферронская А.В. Долговечность гипсовых материалов, изделий и конструкций М.: Стройиздат, 1984.156 с.

2. Ферронская А.В. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение): Справочник. М.: Изд-во АСВ, 2004. 488 с.

3. Федорова В.В., Сычева Л.И. Влияние пластифицирующих добавок на свойства гипсовых вяжущих// Успехи в химии и химической технологии. Т.ХХIХ.2015.№7. С.78- 80.

4. Патент RU 2384538. С04В22/14, С04В 24/24 Коваленко С.В., Щербина С.П. и др. комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы. Заявл.04.04.2008. Опубл.20.03.2010.

5. Патент RU 2377208. С04В24/16. Добавка для бетонных смесей. Заявл.09.07.2008.Опубл.27.12.2009. Бюл. №36.

6. Русаков Д.С. Модификация фенолформальдегидной смолы продуктами сульфитно-целлюлозного производства//Системы. Методы. Технологии. 2016.№1(29) С. 113-119.

7. Аширбекова Р.О. Исследование и разработка рецептур гелеообразующих составов на основе лигносульфанатов//Вестник КазНТУ.2015.№4. С. 169-177.

8. Дубинина А.В., Марцуль В.Н. Использование лигносульфонатов для очистки сточных вод, содержащих компоненты карбомидноформальдегидных смол//Вестник Витебского ГТУ. 2014. №27. С.141-145.

9. Колесников А.В., Семенов К.В. Электролиз цинка из сульфатных кислых и нейтральных растворов в присутствии лигносульфоната. //Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. №1. №4-1.2016. С.57-60.

10. Евстифеев Е.Н., Нестеров А.А. Разработка модифицированных лигносульфонатов//Изв. Вузов. Сев. - Кавк.регион. Естеств. науки. 2006. №4. С. 48-53.

11. И.П. Дейнеко Утилизация лигнинов: достижения, проблемы и перспективы// Химия растительного производства. 2012. №1. С.5-20

12. Непенин В.Н. современное состояние и перспективы использования технических лигносульфонатов в народном хозяйстве//Химия и использование лигнина: Тезисы докладов 7-й Всесоюзной конференции-Рига.1987.С. 169-170.

13. Lewis N. G., Yean W. Q. High performance size-exclusion chromatography of lignosulfonates//J.Chromotogr.-1985.Vol.331,№4. pp. 409-424.

14. Lewis N.G., Coring D.A., Wong A. Fractioantion of lignosulfonates released during the early stages of delignifications//Canad. J. Chem. pp. 344-414.

15. Болатбаев К.Н., Луговицкая Т.Н., Колосов А.В. Идентификация и физико-механические свойства лигносульфонатов в растворах// Ползунковский вестник 2009. №3 С.308-312.

16. Бровко О.С., Паламарчук И.А., Макаревич Н.А., Бойцова Т.А. Полимолекулярные характеристики лигносульфонатов натрия, хитозана и полиэтиленполиамина//Химия растительного сырья. 2009. №1. С.29-36.

17. Петров Н.А., Давыдов И.Н. Акодис М.М., Комкова Л.П., Мамаева О.Г. Исследование зарубежных лигносульфатных реагентов - разжижителей буровых растворов// Нефтегазовое дело. 2006. С 1-12.

Размещено на Allbest.ru