MANAGEMENT OF CONCRETE STRUCTURE FORMATION BY USING A MIXTURE OF SURFACE-ACTIVE SUBSTANCES
DOI:
https://doi.org/10.31734/architecture2023.24.085Keywords:
water, structure, surfactant, hydrophobic hydrationAbstract
Теоретично обґрунтовано механізм структуроутворення бетону застосуванням ефекту гідрофобної гідратації на прикладі використання суміші колоїдної та грубодисперсної поверхнево-активних речовин. Для досягнення мети виконували такі завдання: теоретичні дослідження механізму впливу колоїдних поверхнево-активних речовин та грубодисперсних поверхнево-активних речовин на структуру бетону; для підтвердження результатів теоретичних досліджень зміна властивості отриманих бетонів вимірюванням їх міцності. Представлено результати теоретичних досліджень впливу на структуру бетону колоїдних та грубодисперсних поверхнево-активних речовин. Показано, що введення у бетон означених колоїдних поверхнево-активних речовин у надмалій концентрації призводить до виникнення ефекту гідрофобної гідратації, тобто зміни взаємодії між молекулами води. Використано як колоїдну гідрофобну поверхнево-активну речовину олеат натрію, а як грубодисперсну – поверхнево-активну речовину – вуглеводні. Зауважено, що гідрофобна гідратація характерна тим, що частина розчиненої речовини має на трансляційний рух молекул води гальмівну дію, зумовлену тим, що частина простору розчину, яка відповідає власному об’єму часток розчиненої речовини, виявляється недоступною для молекул води. Гідрофільна й гідрофобна гідратації мають різний механізм. Великі гідрофільні іони викликають упорядкування структури води. Маючи більше впорядковану структуру, ніж чиста вода, розчини зазначених солей вимагають меншої роботи для розчинення, внаслідок чого розчинність останніх зростає. Проведені експерименти дають підстави для однозначного висновку, про те, що внаслідок введення у воду молекул гідрофільних поверхнево-активних речовин у вигляді димерів та наночастинок іншої поверхнево-активної речовини відбувається структурування води, тобто утворення безперервної фрактальної сітки з молекул води. Завдяки цьому утворюються комплексні сполуки, які містять значну кількість хімічно зв’язаної води, що забезпечує підвищення міцності та зменшення деформативності бетону.
References
Building materials science / T. M. Pashchenko, Z. I. Svitla. Kyiv: Agrarian education, 2009. 434 p.
Composite building materials and structures with reduced material capacity / V. I. Solomatov, V. N. Vyrovoy, V. S. Dorofeev, A. V. Syrenko. Kyiv: Budivelnyk, 1991. 144 p.
Dvorkin E. A., Dvorkin O. L., Dorofieiev V. S., Mishutin A. V. Hydrotechnical and road concrete. Odesa, 2012. 216 p.
Kalousek H. L. Hydration processes at the early stages of cement hardening. Sixth International. congress on cement chemistry. 1986. Vol. 2, book. 2. P. 65–81.
Korpa A., Kowald T., Trettin R. Hydration behavior, structure and morphology of hydration phases in advanced cement-based systems containing micro and nanoscale pozzolanic additives. Cement and Concrete Research. 2008. Vol. 38, No 7. P. 955–962.
Nikiforov O. P. Heavy concretes on slag-containing binders with complex modifiers based on dicarboxylic acids: extended abstract of diss ... Dr. of Technical Science. Dnipropetrovsk: DPI DCP, 1994. 47 p.
Plugin A., Pushkarova K., Sukhanevych M. Nanomodified cement composites for thin-walled architectural structures. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2020. Vol. 907. doi:10.1088/1757-899X/907/012030.
Ramashchandran V., Feldman R., Baudoeuin J. Science of concrete: Physico-chemical concrete science: translated fron English Moscow: Stroyizdat, 1986. 278 p.
Sheinych L. A. Radiation protection materials for nuclear energy facilities of Ukraine. Building structures. 1999. No 50. P. 19–23.
Shishkina A., Shishkin A. Application of the easy concentration effect in concrete technology. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 907 (1). doi: 10.1088/1757-899X/907/1/012038.
Shishkina A., Nastich O., Romanenko K., Oliinyk S. The aerated concrete based on an integrated foam concentrate containing iron compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. No 4 (6–100). P. 48–53.
Shyshkin A. A. Mineral-organic compositions based on d-element compounds for the repair of reinforced concrete structures. Construction structures: Interdepartmental. of science-technical coll. 2009. Vol. 72. Kyiv: NDIBK, 2009. P. 371–379.
Shyshkin O. O. The role of transition d-elements in the formation of properties of binders. Modern building materials and technologies: monograph / [O. O. Shyshkin and others]; under the editorship Prof. O.O. Shyshkin Kryvyi Rih: V. V. Zalozny [ed.], 2017. 284 p.
Shyshkina O. O. Study of the influence of colloidal surfactants on the structure formation of fine-grained concrete. Modern technologies and calculation methods in construction. 2019. No 11. P. 193–204.
Sopov V. P., Dolhyi V. P. Influence of chemical additives on the rheological properties of multicomponent concrete mixtures. Scientific bulletin of construction. 2018. No 92. 2. P. 312–318.
Vandolovskyi O. Р. Sheptun S. Yu. Rheological features of compaction of fine-grained concrete mixture in piles formed in preformed wells. Scientific bulletin of construction. 2020. No 99. 1. С. 42–48.
