УДК 691.16 ВЫБОР МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ И ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ИХ ГИДРОФОБИЗАЦИИ Филиппов М.А., научный руководитель Усманова Н.Ф. Сибирский федеральный университет Целью данного исследования является выбор минеральных порошков и поверхностно-активных веществ (ПАВ) для их гидрофобизации. Одним из способов улучшения свойств минеральных порошков, входящих в состав асфальтобетонных смесей, является их физико-химическая активация, результатом которой может быть появление у заполнителя гидрофобности, или наделение порошковой массы улучшенными адгезионными свойствами. Сущность активации заключается в том, что процесс измельчения исходного сырья сопровождается его обработкой активирующими веществами: анионными или катионными ПАВ, битумом. Применение гидрофобизирующих добавок в цементных системах способствует формированию плотной и однородной структуры. Это выражается в уменьшении количества и размеров макропор (радиус пор менее 10 мкм), а также в их более равномерном распределении в массе цементного камня. Количество макропор в цементных системах с добавками в 2…4 раза меньше, чем в бездобавочных системах [1]. Макропоры, как правило, замкнутые, имеют правильные окружные формы с ровными краями. Их размеры находятся в пределах от 0,5 до 0,05 мм с преобладанием пор размеров 0,1 мм. К техническим добавкам для бетонов относятся неорганические и органические вещества или их смеси (комплексы) [2], за счет введения которых в определенных количествах направленно регулируют свойства бетонных смесей и (или) бетонов либо бетонам придают специальные свойства. Гидрофобизирующие добавки – это вещества, придающие стенкам пор и капилляров в бетоне гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. Гидрофобизирующие добавки, к числу которых принадлежат многие органические вещества с резкой асимметрией в строении их молекул, вводят в бетонные и растворные смеси с целью: - уменьшения смачивания стенок пор и капилляров, а также поверхности изделий; -воздухововлечения или газообразования, сопровождающегося гидрофобизацией образующихся газовых полостей; - повышения связности и подвижности бетонной смеси, происходящего за счет равномерно распределенных в ней пузырьков воздуха или газа. Придание бетонам и растворам водоотталкивающих свойств с применением гидрофобизирующих добавок наиболее эффективно в тонкостенных элементах конструкций полов, облицовок резервуаров, лотков, а также при необходимости исключить возможность взаимодействия жидкостей с цементом и при высоких гигиенических требованиях к покрытию полов, резервуаров и других поверхностей, увлажнение которых нежелательно по технологическим или гигиеническим соображениям [3]. Оценка гидрофобизирующих свойств минеральных порошков проводилась флотационным методом. Флотация ( франц. flottation, от flotter – плавать на поверхности воды) – это метод обогащения, основанный на различии физико-химических свойств поверхности минералов, их способности смачиваться водой. Одни минералы в тонкоизмельченном состоянии в водной среде не смачиваются водой, прилипают к вводимым в воду пузырькам воздуха и всплывают с ними на поверхность, другие минералы, которые не смачиваются водой, не приливают к пузырьками воздуха и остаются в объеме пульпы [4]. Технологические исследования выполняли на флотомашине МФ 189 ФЛ с объемом камеры 0,3 л.время флотации – до истощения пены. Машина флотационная 189 ФЛ. Предназначена для проведения исследований обогатимости руд цветных, черных металлов и других полезных ископаемых методом пенной флотации. В качестве минеральных порошков исследовали: - МП «Мазульского известнякового рудника»; - Пыль электрофильтровальной печи №9 I поле; - Пыль электрофильтровальной печи №9 V поле; - Щебень известняковый «Химического металлургического завода»; - Конвертерный шлак. Минеральные порошки - порошкообразные наполнители, получаемый в результате тонкого помола минеральных пород до фракции 300-315 микромиллиметров. Минеральные порошки являются важнейшими необходимыми компонентами асфальтобетонной смеси, увеличивают эластичность, прочность и износостойкость асфальтобетона. В качестве гидрофобизаторов выступали: - ПАВ ПОО-1; - ПАВ ЖК-1; - Олеат натрия; - Концентрированный фосфатид. Эффективность того или иного реагента оценивали по выходу гидрофобной фракции (пенного продукта). Продукты флотации сушились на плите электрической ЭП – 6П фирмы «Abat» до воздушно-сухого состояния при температуре 100 ±5 ºС. Количество активирующей смеси составляет от 1,5 до 2,5 % от массы порошка, т.е. от 15000 г/т до 25000 г/т. Результаты исследований показали, что для минерального порошка «Мазульского известнякового рудника», реагент ПАВ ЖК-1 и фосфатид обладают большим гидрофобизирующим эффектом в сравнении с ПАВ ПОО-1 и олеатом натрия. Так, при расходе реагентов 15000 г/т разница выходов пенных продуктов (для ПАВ ЖК-1 и ближестоящим по эффективности олеатом натрия) составила 8,48 %, для расхода 25000 г/т разница выходов пены продуктов составила 10,76 %. Для пыли электрофильтровальной печи №9 I поле показали, реагент ПАВ ЖК-1 обладает большим гидрофобизирующим эффектом для этого материала. Сравниваем с ближестоящим по эффективности реагентом, а именно с фосфатидом. Так, при расходе реагентов 15000 г/т разница выхода пенных продуктов составила 1,52 %, для расхода 25000 г/т разница выходов пены продуктов составила 2,32 %. Для пыли электрофильтровальной печи №9 V поле показали, реагент фосфатид обладает большим гидрофобизирующим эффектом для этого материала. Сравниваем с ближестоящим по эффективности реагентом, а именно с ПАВ ПОО-1. Так, при расходе реагентов 15000 г/т разница выхода пенных продуктов составила 21,24 %, для расхода 25000 г/т разница выходов пены продуктов составила 39,52 %. Для щебня известнякового «Химического металлургического завода показали, реагент ПАВ ЖК-1 большим гидрофобизирующим эффектом в сравнении ПАВ ПОО-1. Так, при расходе реагентов 15000 г/т разница выходов пенных продуктов составила 12,96 %, для расхода 25000 г/т разница выходов пены продуктов составила 16,48 %. Остальные реагенты и материал «Конвертерный шлак (Кузбасс) находятся на стадии исследования. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 Касторных, Л. И. Добавки в бетоны и строительные растворы. Учебно справочное пособие / Л.И. Касторных. – Ростов н/Д.: Феникс, 2005. – 221 с. – (Строительство). 2 Андреева, А. Б. Пластифицирующие и гидрофобизирующие добавки в бетонах и растворах / А.Б. Андреева. – Москва : «Высшая школа», 1988. 3 Касторных, Л. И. Добавки в бетоны и строительные растворы. Учебно справочное пособие / Л.И. Касторных. – Ростов н/Д.: Феникс, 2005. – 221 с. – (Строительство). 4 Абрамов, А.А. Флотационные методы обогащения: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп./ А.А. Абрамов. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2008. 710 с.