Эффективное использование сухих пенообразователей при изготовлении пеногипсовых теплоизоляционных нанокомпозиций

Автор: Руслан Илдарович Шигапов, Дмитрий Александрович Синицин, Рауф Музагитович Халиков, Елена Анатольевна Соловьева, Игорь Вадимович Недосеко

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Применение нанотехнологий и наноматериалов в строительстве

Статья в выпуске: 4 т.14, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. Разработка вспененных экологичных гипсовых нанокомпозитов, обладающих низким удельным весом, высокими теплоизоляционными, эксплуатационными и технико-экономическими характеристиками, остается актуальной задачей. Контролируемое твердение пеногипсовых нановяжущих с использованием сухих пеноообразователей является перспективным направлением в технологии производства теплоизоляционных стройматериалов. Методы и материалы. Изготовление пеногипсовой композиции осуществляли в эжекторно-турбулентном смесителе перемешиванием гипсового нановяжущего с функциональными пенообразующими нанодобавками. В качестве вяжущего в работе использовался строительный гипс Г-5БII; поризацию гипсовых композиций осуществляли с использованием адсорбированного пенообразователя ПБНС. Результаты. Трансформация жидкофазных пенообразователей в твердофазные связыванием воды позволяет изготавливать пеногипсовые композиции из сухих смесей, что дает высокую точность дозирования, хорошую степень гомогенизации компонентов и устойчивые характеристики вспененных гипсовых нанокомпозиций. В производственных условиях с использованием опытно-промышленного 3D-принтера АМТ S1160 построен одноэтажный мало- габаритный павильон, в котором вертикальные ограждающие конструкции заполнены вспененным теплоизоляционным наноструктурированным пеногипсом. Монолитный пеногипсовый наноматериал плотностью 300-400 кг/м3 был использован для утепления и звукоизоляции чердачных перекрытий при капитальном ремонте исторического здания госпиталя ветеранов в г. Уфе. Обсуждение. Разработка технологии получения пеногипса из сухих смесей базируется на преимуществе изготовления и применения теплоизоляционных нанокомпозиций, что позволяет обеспечить значительную пунктуальность дозирования и устойчивые характеристики пеногипсовых стройматериалов. Поверхностно активные пенообразователи оказывают существенное влияние на кинетику структурообразования пеногипсовой нанокомпозиции и замедляют коалесценцию воздушных пузырьков. Заключение. Нанопористый пеногипсобетон, полученный в результате контролируемого твердения, с плотностью 400 кг/м3 имеет теплопроводность 0,12 Вт/(м•оС) и прочность при сжатии 1,4 МПа. Прочность на сжатие вспененного пеногипса с использованием сухого пенообразователя на сорбентах на 17% выше прочности тепло- изоляционного наноматериала, приготовленного по традиционной технологии.

Еще

Пеногипсовые наноматериалы, пенообразователи, структурообразование пеногипса, твердение нанокомпозита

Короткий адрес: https://sciup.org/142234641

IDR: 142234641   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-4-274-281

Список литературы Эффективное использование сухих пенообразователей при изготовлении пеногипсовых теплоизоляционных нанокомпозиций

  • Ферронская А.В., Корвяков В.Ф., Баранов И.М., Бурьянов А.Ф., Лосев Ю.Г., Поплавский В.В., Шишин А.В. Гипс в малоэтажном строительстве. М.: Изд-во АСВ, 2008. 240 с.
  • Петропавловская В.Б., Белов В.В., Новиченкова Т.Б. Малоэнергоемкие гипсовые строительные композиты. Тверь: ТГТУ, 2014. 136 с.
  • Chernysheva N.V., Lesovik V.S., Glagolev E.S., Volodchenko A.A. Effective composites employing fast-hardening gypsum cement binders for additive manufacturing // Advances in Engineering Research. 2017. V. 133. P. 135–141. https://dx.doi.org/10.2991/aime-17.2017.23.
  • Кузьмина В.П. Механизмы воздействия нанодобавок на гипсовые продукты // Нанотехнологии в строительстве. 2012. Т. 4, № 3. С. 98–106.
  • Бессонов И.В., Шигапов Р.И., Бабков В.В. Теплоизоляционный пеногипс в малоэтажном строительстве // Строительные материалы. 2014. № 7. С. 9–13.
  • Синицин Д.А., Шаяхметов У.Ш., Рахимова О.Н., Халиков Р.М., Недосеко И.В. Наноструктурированная пенокерамика строительного назначения: технология производства и применения // Нанотехнологии в строительстве. 2021. Т. 13, № 4. С. 213–221. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2021-13-4-213-221.
  • Косенко Н.Ф., Блинова О.В., Веселкова Е.А. Пеногипсовая композиция / Патент № 2280627 C1 Российская Фдерация. Опубл. 27.07.2006. Бюл. № 21.
  • Гаитова А.Р., Ахмадулина И.И., Печенкина Т.В., Пудовкин А.Н., Недосеко И.В. Наноструктурные аспекты гидратации и твердения гипсовых и гипсошлаковых композиций на основе двуводного гипса // Строительные материалы. 2014. № 1-2. С. 46–51.
  • Capasso I., Pappalardo L., Romano R.A., Iucolano F. Foamed gypsum for multipurpose applications in building // Constructionand Building Materials. 2021. V. 307. 124948. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124948.
  • Куликов В.Г. Физико-химические аспекты процессов пенообразования дисперсными системами ПАВ // Нанотехнологии в строительстве. 2010. Т. 2, № 1. С. 72–90.
  • Халиков Р.М., Синицина Е.А., Силантьева Е.И., Пудовкин А.Н., Недосеко И.В. Модифицирующее усиление твердения прессованных строительных гипсовых нанокомпозитов // Нанотехнологии в строительстве. 2019. Т. 11, № 5. С. 549–560. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2019-11-5-549-560.
  • Кругляков П.М., Ексерова Д.Р. Пена и пенные пленки. М: Химия, 1990. 425 с.
  • Халиков Р.М., Машуков Н.И. Особенности стабилизации природных и синтетических молекулярных структур. Нальчик: Изд-во РПК, 2010. 148 с.
  • Морозова Н.Н., Майсурадзе Н.В., Галиев Т.Ф., Потапова Л.И. Эффективность применения воздухововлекающих добавок в гипсовых материалах // Вестник Технологического университета. 2016. Т. 19, № 2. С. 31–33.
  • Roch I.E., Messing G.L. Direct foaming and seeding of highly porous, lightweight gypsum // Journal of Materials Research. 2016. V. 31. Р. 2244–2251. https://doi.org/10.1557/jmr.2016.246.
  • Иванова О.В., Халиков Р.М., Салов А.С., Низамутдинов М.Х., Зиннатуллин В.В. Технологичное управление оборудованием для 3D-аддитивной печати строительных нанокомпозитов // Нанотехнологии в строительстве. 2021. Т. 13, № 2. С. 117–123. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2021-13-2-117-123.
  • Фролова М.А. Аспекты определения агрегативной стабильности водных суспензий минеральных порошков для строительных композитов // Нанотехнологии в строительстве. 2022. Т. 14, № 1. С. 5–10. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2022-14-1-5-10.
  • Chernysheva N., Shatalova S. Compounding features of composite gypsum binders for porous composites in construction printing technologies // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. V. 945. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1757-899X/945/1/012007.
  • Халиков Р.М., Иванова О.В., Короткова Л.Н., Синицин Д.А. Супрамолекулярный механизм влияния поликарбоксилатных суперпластификаторов на управляемое твердение строительных нанокомпозитов // Нанотехнологии в строительстве. 2020. Т. 12, № 5. С. 250–255. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2020-12-5-250-255.
  • Шахова Л.Д. Роль пенообразователей в технологии пенобетонов // Строительные материалы. 2007. № 4. С. 16–19.
  • Бессонов И.В., Николаев М.А., Алексеев А.Л. Способ получения пеногипсовой массы путем вакуумирования в кавитационном активаторе-дезинтеграторе / Патент № 2421424 C1 Российская Федерация. Опубл. 20.06.2011. Бюл. № 17.
  • Багдасаров А.С., Нестеренко А.И., Пупкова А.Ю. Пеногипсовые изделия на основе местных вяжущих // Вестник Дагестанского государственного технического университета. 2018. Т. 45, № 4. С. 153–161. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2018-45-4-153-161.
  • Матыева А.К., Асаналиева Ж.Д., Азизова А.Э. Модифицированная сухая бетонная смесь (пеногипсобетон) // Наука и инновационные технологии. 2019. № 2(11). С. 58–63. https://doi.org/10.33942/sit11.13.
Еще
Статья научная