Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
  • Выбор суперабсорбирующего полимерного гидрогеля для цементных систем
  • УДК 543.5:678.7:691.53 DOI: 10.33622/0869-7019.2019.07.64-70
    Александр Сергеевич ИНОЗЕМЦЕВ, кандидат технических наук, младший научный сотрудник НОЦ "Наноматериалы и нанотехнологии", e-mail: InozemcevAS@mgsu.ru
    Евгений Валерьевич КОРОЛЁВ, доктор технических наук, профессор, директор НОЦ "Наноматериалы и нанотехнологии", e-mail: KorolevEV@mgsu.ru
    Тхань Куй ЗЫОНГ (Вьетнам), аспирант, инженер-испытатель НОЦ "Наноматериалы и нанотехнологии", e-mail: quiduongthanh@gmail.com
    ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. В статье рассмотрено управление процессами структурообразования цементных систем посредством введения в состав суперабсорбирующих полимерных добавок. Формирование в структуре цементного композита тонких пленок полиакрилатов, путем отложенной полимеризации акриловых кислот в водном растворе, обеспечит твердеющий портландцемент запасом воды для гидратации без потери подвижности смеси, способствуя снижению усадочных деформаций и получению композита с высокими показателями эксплуатационных свойств. Показано, что для выбора суперабсорбирующего полимера для цементных систем целесообразно использовать как реологический метод, так и ЯМР-релаксометрию. При этом очевидным преимуществом метода ЯМР является неразрушающий характер воздействия на материал, что позволяет более достоверно определять структурно-кинетические параметры и анализировать особенности преобразования структуры во времени. Установлено, что такой показатель, как период жизнеспособности, может быть использован для оценки особенностей структурирования акрилатных суперабсорбирующих полимеров при выборе оптимальных концентраций его компонентов. Получены экспериментально-статистические модели, описывающие зависимость глубины структурирования и периода жизнеспособности от количества катализатора и полимерной части суперабсорбирующего полимера.
    Ключевые слова: суперабсорбирующий полимер, полиакрилатный гидрогель, полимерзация, ЯМР-релаксометрия, экспериментально-статистическая модель, период жизнеспособности, глубина структурирования.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Обзор рынка суперабсорбирующих полимеров (САП) в России. URL: http://www.infomine.ru/research/18/529 (дата обращения: 07.02.2019).
    2. Клемм А. Дж., Алмейда Ф. С. Р., Сикора К. С. Применение супервпитывающих полимеров в вяжущих материалах на основе многокомпонентных цементов // CPI - Международное бетонное производство. 2016. № 4. С. 44-52.
    3. Yang J., Liu L., Liao Q., Wu J., Zhang L. Effect of superabsorbent polymers on the drying and autogenous shrinkage properties of self-leveling mortar [Влияние суперабсорбирующих полимеров на свойства аутогенной усадки и усадки при высыхании самовыравнивающегося раствора] // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 201. Iss. 20. Pp. 401-407.
    4. Попов Д. Ю., Лесовик В. С., Мещерин В. С. Влияние суперабсорбирующих полимеров на пластическую усадку цементного камня // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2016. № 11. С. 6-12.
    5. Попов Д. Ю. Повышение эффективности текстиль-бетона. Белгород : БГТУ, 2018. 179 с.
    6. Schrofl Ch., Mechtcherine V., Gorges M. Relation between the molecular structure and the efficiency of superabsorbent polymers (SAP) as concrete admixture to mitigate autogenous shrinkage [Связь между молекулярной структурой и эффективностью суперабсорбирующих полимеров (САП) в качестве добавки к бетону для уменьшения аутогенной усадки] // Cement and Concrete Research. 2012. Vol. 42. Iss. 6. Pp. 865-873.
    7. Senff L., Modolo R.C.E., Ascensao G., Hotza D., Labrincha J. A. Development of mortars containing superabsorbent polymer [Разработка растворов, содержащих суперабсорбирующий полимер] // Construction and Building Materials. 2015. Vol. 95. Pp. 575-584.
    8. Yang J., Wang F., He X., Su Y. Pore structure of affected zone around saturated and large superabsorbent polymers in cement paste [Структура пор зоны вокруг насыщенных и крупных сверхабсорбирующих полимеров в цементной пасте] // Cement and Concrete Composites. 2019. Vol. 97. Pp. 54-67.
    9. Wang F., Yang J., Hu S., Li X., Cheng H. Influence of superabsorbent polymers on the surrounding cement paste [Влияние суперабсорбирующих полимеров на окружающую цементную пасту] // Cement and Concrete Research. 2016. Vol. 81. Pp. 112-121.
    10. Mechtcherine V., Reinhardt H.-W. Application of Superabsorbent Polymers (SAP) in Concrete Construction [Применение суперабсорбирующих полимеров (САП) в бетонном строительстве]. RILEM. State of the Art Report Prepared by Technical Committee 225-SAP. France, Springer, 2012. 170 p.
    11. Lura P., Durand F., Loukili A., Kovler K., Jensen O. M. Compressive strength of cement pastes and mortars with superabsorbent polymers [Прочность на сжатие цементных паст и растворов с суперабсорбирующими полимерами]. Ibid. Pp. 117-126.
    12. Суханов П. П. Анализ многокомпонентных полимерных систем методами ЯМР. Ч. II. Олигомер-полимерные превращения. Казань : КГТУ, 2006. 267 с.
    13. Суханов П. П., Аверко-Антонович Л. А., Хакимуллин Ю. Н., Джанбекова Л. Р. Структурирование олиготиоуретановых смесей в присутствии аминофенолов // Каучук и резина. 1996. № 4. С. 17-20.
    14. Артеменко С. А., Прут Э. В., Олейник Э. Ф., Розенберг Б. А., Ениколопян Н. С. Молекулярная структура и механическое поведение густосшитых эпоксиаминных сеток. // Доклады АН СССР. 1979. Т. 245. № 5. С. 1139-1141.
    15. Прокопьев В. П., Чистяков В. А., Михайлов Б. М. [и др.]. Процессы отверждения полиуретанового каучука по данным импульсного метода ЯМР // Кожевенно-обувная промышленность. 1991. № 3. С. 37-39.
    16. Халитов И. К., Веденин С. В., Готлиб Е. М., Соколова Ю. А. Исследование отверждения фенолрезорциновых композиций методом ЯМР // Пластиковые массы. 1988. № 1. С. 54-55.
  • Для цитирования: Иноземцев А. С., Королёв Е. В., Зыонг Т. К. Выбор суперабсорбирующего полимерного гидрогеля для цементных систем // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 7. С. 64-70. DOI: 10.33622/0869-7019.2019.07.64-70.


НАЗАД