Регулирование реологических и электрических свойств дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов

Семейкин, Александр Юрьевич

Регулирование реологических и электрических свойств дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

Семейкин, Александр Юрьевич АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Белгород МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.11 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Регулирование реологических и электрических свойств дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов»

Автореферат диссертации на тему "Регулирование реологических и электрических свойств дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов"

УУ4603633 На правах рукописи

Семейкин Александр Юрьевич

РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСИЙ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТНЫХ ПАСТ И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 02.00.11 - «Коллоидная химия»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ИЮН 2010

Белгород-2010

004603633

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Лопанов Александр Николаевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Брыков Алексей Сергеевич

кандидат технических наук, доцент Ломаченко Владислав Александрович

Ведущая организация - Белгородский государственный университет

Защита состоится «30» июня 2010 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.05 при Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова) по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГТУ им. В.Г. Шухова.

Автореферат разослан «27» мая 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Л.Ю. Матвеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Создание и развитие технологии дисперсных композиционных материалов и изделий с заданными функциональными свойствами является одной из актуальных задач материаловедения и основывается на принципах физико-химической механики и теории поверхностных явлений дисперсных систем. Большой интерес представляют электропроводящие композиционные дисперсные системы и материалы на основе силикатных связующих и углеродных электропроводящих наполнителей, так как они обладают набором характеристик (электропроводность, теплопроводность, механическая прочность), обусловливающих их применение в различных областях промышленности. На основе портландцемента и различных форм углерода возможно создание электропроводящих композиционных материалов для эффективных энергосберегающих нагревательных систем.

Электропроводящие композиционные материалы являются сложными многокомпонентными дисперсными системами. Основной проблемой в технологии данных систем является регулирование структурообразования в формовочных смесях и обеспечение равномерного распределения электропроводной фазы по объему для получения композитов со стабильными электрофизическими характеристиками. Решение указанной задачи позволяет управлять физико-химическими процессами взаимодействия между частицами, в частности, с помощью адсорбирующихся на их поверхности добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) и полимеров.

Диссертационная работа выполнялась в рамках инновационного проекта «Разработка технологии производства электропроводящих композиционных материалов для низкотемпературных нагревательных элементов» по государственному контракту с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере на 2010-2012 гг.

Цель работы: разработка способов регулирования реологических и электрических свойств дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов для получения на их основе электропроводящих композиционных материалов и создания энергосберегающих низкотемпературных нагревательных систем.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

- изучение и анализ особенностей структурообразования в дисперсных системах цемент - углеродный наполнитель;

- исследование процессов агрегации частиц вяжущего и электропроводного наполнителя с учетом их поверхностных свойств;

- разработка составов электропроводящих композиционных материалов на основе цемента и углеродных материалов для получения стабильных в эксплуатации нагревательных систем;

- определение физико-механических и электрических свойств полученных материалов;

- разработка технологии получения низкотемпературных композиционных электронагревательных элементов (опытно-промышленный регламент);

- оценка экономической эффективности использования полученных электропроводящих композиционных материалов в качестве нагревательных элементов в системах электрического отопления.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе были использованы современные методы исследований: реометрия, электрокинетические методы (электроосмос), кондуктометрия, растровая электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, математическое моделирование.

Достоверность работы. Достоверность результатов работы обеспечена использованием стандартных методов исследований, математической обработкой результатов с использованием статистических методов, разработкой и апробацией технологического регламента производства электропроводящих композиционных материалов.

Научная новизна работы.

1. Выявлены закономерности структурообразования дисперсных систем на основе углеродных материалов (графит) и цементных паст, заключающиеся в том, что при массовой доле графита 0,15-0,2 происходит агрегация частиц углерода, увеличивается предельное динамическое напряжение сдвига, пластическая вязкость суспензий, изменяется электроосмотический перенос жидкости и электрическая проводимость цементного камня, полученного на основе дисперсий.

2. Установлено, что в дисперсиях цемент - графит с добавками эфиров поликарбоксилатов происходит снижение пластической вязкости с 0,6 до 0,01 Пас и предельного динамического напряжения сдвига с 6 до 0,12-0,68 Па, что позволяет снизить количество воды в формовочной смеси на 25-30 % и получить электропроводящий композиционный материал с повышенными плотностью, прочностью, стабильными электрическими характеристиками при длительной эксплуатации.

3. Установлены закономерности изменения скорости электроосмотического потока в электролитах хлорида калия для систем цементная паста — графит, оксид алюминия - графит, песок - графит в зависимости от содержания дисперсной фазы, проводящей электрический ток, обусловленные изменениями величины и знака электрокинетического потенциала. Увеличение массовой доли графита до 0,15 в исследованных модельных системах при отрицательных зарядах поверхности приводит к перезарядке композиционной мембраны и изменению направления электроосмотического переноса жидкости.

цементном камне без добавок полимеров при увеличении массовой доли графита от 0,2 до 0,4 обусловлено увеличением числа контактов между частицами токопроводящей фазы и образованием цепочечных структур по линиям тока. В присутствии полимеров наблюдали увеличение значений энергии активации проводимости вследствие образования плотных адсорбционных слоев вокруг частиц токопроводящей фазы.

Практическая значимость.

1. Разработаны составы электропроводящих композиционных материалов на основе цементного вяжущего и углеродных наполнителей (графит, технический углерод) для нагревательных элементов в строительных конструкциях, обладающих сравнительно низкой стоимостью и стабильностью свойств при длительной эксплуатации.

2. На основе проведенных исследований разработаны низкотемпературные композиционные электронагревательные элементы для создания систем отопления в помещениях различного назначения.

3. Разработан технологический регламент по производству низкотемпературных композиционных электронагревательных элементов на основе электропроводящих композиционных материалов.

Внедрение результатов работы. Разработанные составы материалов и технология их изготовления приняты к внедрению в производстве низкотемпературных нагревательных элементов на ОАО Завод «Электромашина» (Белгород).

Основные положения работы, выносимые на защиту:

- закономерности изменения реологических свойств в дисперсных системах цемент - графит;

- закономерности изменения электроповерхностных свойств в указанных электропроводящих дисперсных системах;

- температурные закономерности электрической проводимости в системах цемент - графит в присутствии полимерных добавок;

- составы электропроводящих композиционных материалов для низкотемпературных нагревательных систем;

- взаимосвязь между физико-механическими и электрическими свойствами электропроводящих композиционных материалов;

- технология производства стабильных в эксплуатации низкотемпературных нагревательных элементов для нагревательных систем.

Апробация результатов работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на конференциях:

конференции «Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-21» (Саратов, 2008); III Международной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике (Москва, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи» (Москва, 2008); IX Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2009 (диплом I степени, Москва, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Строителъство-2009» (Ростов-на-Дону, 2009), III Международной выставке - Интернет конференции «Энергообеспечение и строительство» (Орел, 2009).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 11 научных публикациях, в том числе в одной статье в рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы из 164 наименований и шести приложений. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста, включающего 58 таблиц, 38 рисунков и фотографий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Регулируемая электрическая проводимость композитов на основе портландцемента и углеродных материалов и их способность поглощать и рассеивать электрическую и магнитную энергию являются основаниями для получения эффективных материалов для нагревательных элементов и систем защиты от электромагнитного излучения.

Особенность этих наполненных твердой фазой дисперсных материалов заключается в том, что на начальной стадии их получения из дисперсных систем вследствие развитой межфазной поверхности и высокой концентрации дисперсных фаз в жидкой дисперсионной среде самопроизвольно возникают термодинамически устойчивые пространственные коагуляционныс структуры, образуемые частицами твердой фазы, разделенными равновесными прослойками жидкой дисперсионной среды. Использование пластификаторов и полимерных добавок дает возможность обеспечивать равномерное распределение частиц токопроводящей фазы, регулировать процессы струк-турообразования в смеси, электрические и физико-механические свойства композита.

Характеристика материалов

В качестве объектов исследования использовали системы дисперсий графита в цементных пастах. Вяжущий компонент системы - портландцемент СЕМ I 42,5N (ГОСТ 31108-2003) ЗАО «Белгородский цемент» со средней удельной поверхностью 0,31 м2/г (табл. 1). В качестве электропроводящего компонента использовали графиты марок ГЛ-1, ГСМ-2, ГТ-1 Завальев-ского месторождения, соответствующие ГОСТ 17022-81, а также технический углерод марки П803 (ГОСТ 7885-86) (табл. 2, 3).

Таблица 1

Химический и минералогический состав цемента СЕМ 142,5 N

Химический состав, мае. %

Si02 АЬО) FeA CaO MgO SO, R20 CaOt, П.П.П.

21,84 4,63 4,27 65,28 0,43 2,38 0,60 0,34 0,22

Фактический минералогический состав клинкера, %

C,S C2S С,A C4AF

65,4 18,1 4,1 12,4

Таблица 2

Физико-химические параметры графитов_

Параметр Норма для марки

ГСМ-2 ГЛ-1 ГТ-1

Зольность, %, не более 13 0,5 7

Массовая доля, %, не более: влаги железа 1 0,2 1,0 1,6

Летучих веществ, в т.ч. от флотоагеитов 0,2 1,5

Тонина помола: массовая доля остатка, %, на сите с сеткой 02, не менее 75 75 75

Таблица 3

Физико-химические параметры технического углерода

Параметр Значение

Удельная геометрическая поверхность, мг/г 12-18

Зольность, % не более 0,45

рН водной суспензии 7-9

Насыпная плотность, кг/м3 320-400

Адсорбция дибутилфтапата (по ГОСТ 7885-86), см^кг 83±7

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом м 0,1-0,5

В качестве пластифицирующих добавок использовали пластификаторы на основе эфиров поликарбоксилатов Muraplast FK 69 (производства МС Bauchemie Russia, ТУ 5745-020-51552155-2007), Хидетал ГП-9а (производства ОАО «СКТ-Стандарт», ТУ 5745-009-57013360-2007). В качестве полимерных добавок использовали Na-карбоксиметилцеллюлозу и поливиниловый спирт. В качестве наполнителя при получении электропроводящих композиционных материалов использовали кварцевый песок Нижне-Ольшанского месторождения с М,ф = 1,4, соответствующий ГОСТ 8736-93 (2001).

Реологические свойства дисперсий графита в цементных пастах

Исследование реологических свойств суспензий цемент - графит проводили с помощью ротационного вискозиметра Ю1ео1ез12.1 при однородном сдвиге исследуемых систем в узком зазоре между коаксиальными цилиндрами в интервале скоростей сдвига от 0 до 145 с"1 (12 уровней). Получали зависимости напряжения сдвига и вязкости от скорости деформации, имеющие вид, представленный на рис. 1.

В работе использовали модель, согласно которой в электропроводящих цементных пастах существует коагуляционная структура из частиц углерода и коагуляционно-кристаллизациоиная структура твердеющего цемента.

Реологические кривые течения суспензий цемент - графит (соотношение жидкой и твердой фаз 0,32-0,6) интерполировали методом наименьших

квадратов уравнением Гершеля - Балкли (НегесЬе] - Ви1к1еу), которое является общим случаем модели вязкопластичного тела Бингама - Шведова:

х = хнв+кнв-уп, (1) где т - касательное напряжение сдвига, Па; хнв - напряжение сдвига, соответствующее началу разрушения структуры суспензии, Па; кнв ~ коэффициент, численно равный напряжению сдвига при скорости деформации у = 1 с"1; у - скорость деформации, с-1; п - индекс течения, показывающий степень отклонения от модели течения идеального вязкопластического тела Бингама.

Модель Гершеля - Балкли адекватно описывает экспериментальные реологические кривые для исследуемых систем (коэффициент корреляции составляет 0,97-0,99), что позволяет говорить о вязкопластичном характере их течения. При этом суспензии цемент - графит без добавок проявляют отклонения от вязкопластичного характера течения (индекс течения п составляет 0,39-0,76). В присутствии пластифицирующих добавок значения параметра п становятся равными 0,73-1,025, т.е. характер течения суспензий приближается к течению по модели Бингама - Шведова (тнв —» т0, кНв —* Ппл)-

Наличие пластифицирующих добавок обусловливает высокую степень обратимого разрушения коагуляционных структур - в исследуемых суспен-

Рис. 1. Реологические кривые течения в координатах х - у \\ суспензий цемент - графит с различной массовой долей графита 1-6: 0,05, 0,1, 0,15, 0,2,0,25, 0,3 соответственно

зиях происходит снижение величины предельного напряжения сдвига и пластической вязкости (рис. 2, 3).

В области массовых долей графита 0,15-0,2 наблюдали увеличение напряжения сдвига т0 и пластической вязкости т]Г[Л соответственно до 7,79 Па и 0,196 Пас (рис. 3). Вероятно, в суспензии с содержанием массовой доли графита, равной 0,15-0,2 происходит образование сплошной трехмерной пространственной структуры из контактирующих частиц графита. Это подтверждается данными по измерению электрической проводимости образцов затвердевшего цементного камня с различной массовой долей графита (измерения проводили на 28 сутки твердения в нормальных условиях) (рис. 4).

Рис. 2. Зависимость пластической вязко- Рис. 3. Зависимость предельного дина-

сти цементно-графитовых паст от массо- мического напряжения сдвига цементно-

вой доли графита: 1 - без добавок; графитовых паст от массовой доли гра-

2 - с добавкой Мигар^ РК69; фита: 1 - без добавок; 2-е добавкой Мига-

3-е добавкой Хидетал ГП 9а р^ РК69; 3-е добавкой Хндетал ГП 9а

Установлена критическая массовая концентрация графита в цементных пастах, равная 0,15, при которой образуется сплошная трехмерная сетка из контактирующих частиц графита. Это подтверждается увеличением соответствующих реологических параметров паст (предельное динамическое напряжение сдвига и пластическая вязкость), а также данными по измерению электрической проводимости композитов с различной массовой долей графита. Введение пластифицирующей добавки в систему цемент - графит снижает пластическую вязкость суспензий. Изменение пластической вязкости суспензий позволяет снизить количество воды в формовочной смеси на 25-30 % и получить композиционный материал, проводящий электрический ток. Композит обладает повышенными плотностью, прочностью, стабильными электрическими характеристиками по сравнению с бездобавочным.

[Ом -м"

1 5 1 1. J 1 1 1__(

1 1 1 _______^^ 1 ---" 1 ' у' ' ' '

1 ) ------1-2/ 1 / 1 / 1 1 1 1 1 1 ______!______1______1_______ 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 I 1 1 I

у/ 1 1 ! ' [ ! 1

1 1 --1- 1 1 1 1 1 1 -1-1-1-

0,00

0,05

0.20

Рис. 4. Зависимость удельной электропроводности цементных паст (/) и образцов затвердевшего цементного камня (2) от массовой доли графита

Для изучения процессов агрегации частиц графита кон-дуктометрическим методом исследовали электропроводность суспензий графита марки ГЛ-1 в растворах хлорида калия. На основании зависимостей электропроводности от объемной доли графита в суспензии рассчитывали среднюю толщину прослойки жидкости между частицами в агрегате.

Для определения характера взаимодействия частиц графита при увеличении его объемной доли в суспензии рассчитывали суммарную энергию электроста-

тического отталкивания и молекулярного притяжения частиц по уравнениям теории ДЛФО для плоских пластин (табл. 4).

Таблица 4

Вид энергии, Дж/м2 Энергия взаимодействия при расстоянии между частицами, им

1 2 5 10 20 30 40 50 100

-им-10" 530,79 132,69 14,74 5,308 1,33 0,59 0,33 0,21 0,053

Ш-106 30,62 27,55 18,074 11,86 4,13 1,44 0,50 0,17 0,0009

(иэ+им)106 -500,17 -105,14 3,331 6,549 2,81 0,85 0,17 -0,04 -0,052

Изменение усредненной толщины прослойки жидкости между частицами от объемной доли графита указывает на то, что частицы графита коагулируют во вторичном минимуме. Сольватные оболочки вокруг частиц графита создают потенциальный барьер, препятствующий коагуляции частиц в первичном минимуме. Величина потенциального барьера определяется величиной заряда поверхности. Согласно расчету величины расстояний между частицами, при объемной доле графита в суспензии, равной 0,143, частицы сближаются на расстояние около 50 нм, что соответствует величине вторичного потенциального минимума, вследствие чего происходит агрегация частиц. Таким образом, объемная доля графита 0,143 (массовая 0,15) соответствует концентрационному порогу, при котором образуется устойчивая структура из агрегатов частиц, обеспечивающая протекание электрического тока в объеме системы.

Электрокинетические свойства электропроводящих дисперсных систем

Исследованы зависимости изменения электрокинетических свойств (электроосмотического переноса жидкости и электрокинетического потенциала) композиционных мембран от массовой доли электропроводящего наполнителя (графита). Расчет значений ^-потенциала проводили по уравнению Гельмгольца - Смолуховского для электроосмоса. Для исследования использовали систему цемент - графит, а также модельные системы А1203 - графит и кварцевый песок - графит (рис. 5, 6). На модельных системах установлено, что вблизи массовых долей графита, соответствующих величине концентрационного порога протекания электрического тока имеет место увеличение значения электрокинетического потенциала системы. Это связано, вероятно, с тем, что суммарный заряд композиционной мембраны при концентрации графита выше концентрационного порога протекания электрического тока определяется зарядом частиц токопроводящего компонента.

мВ

[ 1 —.—г—2——./к-----: 1

—а--* 1 /1 . * ^ У- ( 1 / ' У : 1

: // {

3 у /

к/" I ! Г ^ 1 Г г ( ' ' ! 1

1 > ' -1-1-;-1

0,00 0,05 0.10 0,15 0,20 0,25 <р

Рис. 5. Зависимость ^-потенциала систем цемент - графит (7) и молотый кварцевый песок - графит (2) от массовой доли графита в 0,01 н. растворе КС1

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 ф

Рис. 6. Зависимость ^-потенциала систем Л\20; - графит в растворах КС1 (/ - в 0,01 н.; 2 - в 0,001 н.) и молотый кварцевый песок - графит (5) в 0,001 н. растворе КС1 от массовой доли графита

Исследование электроповерхностных свойств цементных систем затруднено тем, что в результате гидратации частиц цемента состав дисперсной фазы и дисперсионной среды непрерывно изменяется, поэтому перед измерением проводили отмывку поверхности цемента. Установлено, что исследуемый цемент имеет слабый положительный заряд поверхности (+3,4 мВ), обусловленный наличием в поверхностном слое ионов Са2+, образующихся при диссоциации Са(ОН)2, который является одним из основных продуктов гидратации в начальный период. В системах цемент - графит наблюдали увеличение ^-потенциала композиционных мембран в 0,01 н. растворе хлорида калия с максимумом в области массовых долей графита 0,15.

На модельных системах оксид алюминия - графит и кварцевый песок -графит в области массовых долей графита, соответствующих концентрационному порогу протекания электрического тока в 0,001 н. растворе хлорида калия наблюдали перезарядку композиционных мембран; в 0,01 н. растворе хлорида калия наблюдали увеличение ^-потенциала в области массовых долей графита 0,15.

Температурные зависимости электрической проводимости систем

цемент — графит

Температурная зависимость электрической проводимости является важным параметром, характеризующим стабильность электрофизических свойств композиционных материалов на основе систем цемент - графит.

Рассчитаны величины энергии активации проводимости в модельных системах цемент - графит в зависимости от массовой доли электропроводящей фазы. Энергию активации проводимости рассчитывали по уравнению (2). Для этого получали температурные зависимости электропроводности системы цемент - графит в виде графика: на оси абсцисс - 1000/Г, на оси ординат - соответствующие значения 1п По тангенсу угла наклона, образованного горизонтальной координатной осью с прямой линией, находили значение энергии активации проводимости.

ДЕ ¿Е|

Х = Ха-епт+%геит, (2)

где % - удельная электропроводность, Ом~'м~'; Хо - собственная электропроводность; - примесная электропроводность; АЕ - энергия активации собственной проводимости; А£[ - энергия активации примесной проводимости; к - константа Больцмана, 1,38'10~23 Дж/К; Г-абсолютная температура, К.

ДЕ,

кДж/ моль

ДЕ, кДж/ моль

1 ! ! ' .'¡II

\/ ! 1 1 1 1

__А--- -------1--------

ч 1 \ 1 I ¡X : ^ ' ^ 1 ч^--,----------------- !4 1 ч ч. . . 1 .

1 1 ^ 1 N 1 "-—Д.... N I Т • —А ! ! ! Ч -1-1-|-

0,20

0,35

Рис. 7. Зависимость энергии активации проводимости от массовой доли графита: I - ГТ-1; 2 - ГЛ-1; З-ГСМ-2

Рис. 8. Зависимость энергии активации проводимости от массовой доли графита в образцах с добавкой Ыа-КМЦ: I - ГТ-1; 2-ГЛ-1;3-ГСМ-2

Установили, что значения энергии активации проводимости находятся в пределах 6,26-16,42 кДж/моль (рис. 7-9). С увеличением концентрации электропроводной фазы наблюдали снижение энергии активации, вследствие возрастания числа контактов между частицами и образования сплошных цепочечных агрегатов по линии тока. В образцах на основе графитов марок ГТ-1 и ГЛ-1 происходит снижение энергии активации с 16,42 до 6,26 кДж/моль в диапазоне массовых долей от 0,2 до 0,4, а в образцах на основе графита марки ГСМ-2 существует максимум энергии активации при массовой доле 0,3 (рис. 7).

Для определения влияния полимерных добавок на энергию активации проводимости в системы цемент - графит вводили водорастворимые полимеры - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Ыа-КМЦ) и поливиниловый спирт (ПВС).

Введение в систему добавок водорастворимых полимеров в количестве 0,5 % от массы цемента изменяет величину энергии активации 020 025 проводимости. Вероятно, вокруг частиц токопроводящей фазы образуется адсорбционный слой полимера, который влияет на проводимость межфазной границы графит - цементный камень. Электропроводность полимеров практически отсутствует, зависит от подвижности ионов, обусловленной физико-химическими свойствами звеньев полимера, поэтому полимерная цепь в переносе электрических зарядов не участвует.

Рис. 9. Зависимость энергии активации проводимости от массовой доли графита в образцах с добавкой поливинилового спирта: 1 - ГСМ-2; 2 - ГТ-1; 3 -ГЛ-1

Рис. 10. Микрофотографии частиц графита в цементном камне (><150): а - без добавок; б-с добавкой ПВС

Образование адсорбционных слоев полимера вокруг частиц графита способствует разрушению агрегатов и равномерному распределению частиц токопроводящей фазы, что подтверждается микроскопическими исследованиями (рис. 10). Равномерное распределение частиц токопроводящей фазы приводит к увеличению электрической проводимости системы и, как следствие, снижению энергии активации (рис. 8 и 9).

Более высокая величина энергии активации проводимости в образцах с добавкой поливинилового спирта при массовой доле графита 0,2 объясняется наличием вблизи поверхности частиц графита плотной гелеобразной пленки поливинилового спирта. Карбоксиметилцеллюлоза не образует на поверхности частиц графита плотной пленки, переходящей в стеклообразное состояние, величина энергии активации проводимости в образцах с Иа-КМЦ становится сопоставимой со значениями энергии активации проводимости образцов без добавок.

Физико-механические и электрические свойства композиционных электропроводящих материалов на основе цемента и углеродных

материалов

Для получения электропроводящих композиционных материалов для низкотемпературных нагревательных систем использовали следующие материалы: вяжущее - портландцемент СЕМ I 42,5 14, диэлектрический заполнитель - кварцевый песок М1ф=1,4, электропроводный компонент - графит марки ГЛ-1 и технический углерод. В качестве модификаторов использовали пластифицирующие добавки на основе эфиров поликарбоксилатов (Хидетал ГП-9а и Мигар1а51 РК69). При введении пластифицирующих добавок водо-композиционное отношение (В/К) формовочных смесей уменьшали на 25 %. Физико-механические и электрофизические свойства полученных материалов изучали на образцах-кубиках размером 2х2><2 см. Образцы твердели в воздушно-сухих условиях при температуре 22±5 °С.

Установили, что при увеличении массовой доли технического углерода в композиционном материале от 0,05 до 0,125 удельная электропроводность увеличивается с 0,04 до 1,27 Ом"1 м-1, прочность при сжатии снижается с 10,18 до 5,97 МПа (рис.11 и 13).

При увеличении массовой доли графита от 0,1 до 0,4 удельная электропроводность материала увеличивается с 0,04 до 1,2 Ом-1м~' (рис. 12). При этом в области массовых долей графита до 0,1 удельная электропроводность материала изменяется незначительно. При массовой доле графита выше 0,15 наблюдали увеличение электропроводности материала. Это связано с увеличением в структуре материала количества проводящих цепочек, состоящих из контактирующих частиц графита, которые обеспечивают проводимость системы.

0,06 0,06 0,10 0,12

Рис. 11. Зависимость удельной электропроводности от массовой доли технического углерода: 1 - без добавок; 2-е добавкой Мигар^ ПС 69; 3 - с добавкой Хидетал ГП-9а

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

Рис. 12. Зависимость удельной электропроводности от массовой доли графита: 1 - без добавок; 2-е добавкой Мигар1аз1 РК 69; 3 - с добавкой Хидетал ГП-9а

Рис. 13. Зависимость предела прочности на сжатие образцов электропроводящих композиционных материалов от содержания технического углерода и кварцевого песка: 1 - без добавок; 2-е добавкой Хидетал ГП-9а; 3-е добавкой Мигар^ ИК69

Рис. 14. Зависимость предела прочности на сжатие образцов электропроводящих композиционных материалов от содержания графита и кварцевого песка: / - без добавок; 2-е добавкой Хядетал ГП-9а; 3-е добавкой МигарЫБ! РК.69

Используя матрицу планирования эксперимента, были получены уравнения регрессии и построены номограммы зависимости прочности образцов на сжатие от массового содержания электропроводящего и диэлектрического наполнителей в композиционном материале (рис. 13, 14). Пластифицирующие добавки обусловливают увеличение прочности композитов при осевом сжатии. При введении добавки Мигар^ ИК69 (0,65 %) прирост прочности

для образцов составляет от 14 до 47 % (при массовых долях технического углерода 0,125 и 0,05 соответственно) и от 45 до 75 % (при массовых долях графита 0,4 и 0,1 соответственно). Введение добавки Хидетал ГП-9а в количестве 0,75 % приводит к повышению прочности образцов на величину от 17 до 68 % (при массовых долях технического углерода 0,125 и 0,05 соответственно) и от 32 до 68 % (при массовых долях графита 0,4 и 0,1 соответственно). Применение пластификаторов дает возможность снизить количество воды в формовочных смесях и получить материал с повышенной плотностью и прочностью по сравнению с материалом без добавок.

Оптимальные составы электропроводящих композиционных материалов для низкотемпературных нагревательных элементов приведены в табл. 5.

Таблица 5

Оптимальные составы электропроводящих композиционных материалов для низкотемпературных нагревательных элементов

Состав Компоненты (массовая доля) В/К Худ, Ом~'-м~' Ro«, МПа ТКС-103, К"1

Цемент Песок Графит Техн. углерод Muraplast FK 69 / Хидетал ГП-9а

1 0,4-0,6 0,4-0,6 0,18-0,2 - 0,005 0,4 2,04 8,05 -2,95

2 0,4-0,6 0,4-0,6 - 0,125-0,15 0,0075 0,55 0,236 7,65 -4,43

3 0,4-0,6 0,4-0,6 0,17 0,08 0,0075 0,5 1,53 7,5 -3,368

На основе проведенных экспериментов и исследований разработаны низкотемпературные композиционные электронагревательные элементы для

создания систем лучистого отопления (табл. 6).

Таблица 6

_Технические характеристики нагревательных элементов_

Параметр Значение

Габаритные размеры, м 0,2x0,3x0,02

Масса, кг 2,3

Рабочее напряжение, В 24-36

Род тока Переменный

Частота питающего напряжения, Гц 50

Температура нагрева, К 303-313

Удельная мощность, кВт 0,012-0,05

Толщина тепловыделяющего слоя, см 1

Удельное сопротивление тепловыделяющего слоя, Ом м 15-25

» » изоляционного слоя, МОм 5-10

Температурный коэффициент сопротивления тепловыделяющего слоя, К"' - 410"4

Механическая прочность, МПа

изоляционного слоя 20

тепловыделяющего слоя 6

Годовой экономический эффект от использования системы электрического отопления на основе разработанных низкотемпературных электронагревательных элементов в помещениях сельскохозяйственного назначения и индивидуального жилья по сравнению с системами пароводяного отопления

может достигать порядка 800 руб./м2 и выше, в зависимости от действующих тарифов на тепловую и электрическую энергию и отапливаемой площади помещений. Экономический эффект от использования разработанных нагревательных систем обусловлен их высоким коэффициентом полезного действия, отсутствием необходимости использования промежуточного теплоносителя, низким энергопотреблением и мощностью, низкими затратами на эксплуатацию.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлены закономерности изменения реологических и электрических свойств систем цемент - углерод - вода. При массовой доле графита в суспензии, равной 0,15-0,2 наблюдали увеличение предельного динамического напряжения сдвига с 0,1 до 7,79 Па и пластической вязкости с 0,01 до 0, 196 Па-с, вследствие образования сплошной трехмерной структуры из контактирующих частиц графита, что подтверждается данными измерения электрической проводимости цементно-графитовых суспензий и затвердевшего цементного камня с различной массовой долей графита.

2. Разработан метод регулирования структурообразования в электропроводящих дисперсных системах с помощью пластифицирующих добавок. При введении в систему цемент - графит - вода эфиров поликарбоксилатов в количестве 0,5-0,75 % происходит обратимое разрушение коагуляционных структур и уменьшается величина пластической вязкости и предельного динамического напряжения сдвига до 0,12-0,68 Па, что дает возможность снизить водокомпозиционное отношение формовочной смеси на 25-30 % и получить электропроводящий композит с повышенной плотностью, прочностью, стабильными электрическими характеристиками.

3. Выявлена закономерность изменения электроосмоса в модельных системах цемент - графит, оксид алюминия - графит и кварцевый песок -графит, заключающаяся в том, что в области массовых долей графита, соответствующих концентрационному порогу протекания электрического тока в 0,001 н. растворе хлорида калия наблюдается перезарядка композиционных мембран; в 0,01 н. растворе хлорида калия наблюдается увеличение ¡¡-потенциала в области массовых долей графита 0,15.

4. Рассчитаны энергии активации проводимости систем цемент - графит при различной массовой доле графита. Снижение величины энергии активации проводимости с 16,35 до 6,37 кДж/моль с увеличением массовой доли графита от 0,2 до 0,4 связано с увеличением числа контактов между частицами токопроводящей фазы и образованием цепочечных структур по линии тока.

5. Установлено влияние полимерных добавок карбоксиметилцеллюло-зы и поливинилового спирта на величину энергии активации проводимости систем цемент - графит. При введении поливинилового спирта в количестве 0,5 % величина энергии активации проводимости увеличивается с 17,3 до 41,8 кДж/моль, вероятно, вследствие образования вокруг частиц токопрово-

дящей фазы плотных адсорбционных слоев, изменяющих проводимость межфазной границы цементный камень - графит.

6. Исследованы электрические свойства электропроводящих композиционных материалов. Установлено, что увеличение электропроводности системы цемент - углерод при массовых долях, более 0,075 для технического углерода и 0,15 для графита обусловлено превышением концентрационного порога протекания электрического тока, минимального значения концентрации электропроводной фазы в системе, начиная с которого возможно образование коагуляционной структуры из дискретных контактирующих частиц и обеспечение стабильной воспроизводимости электрической проводимости композиции.

7. Разработан опытно-промышленный технологический регламент производства низкотемпературных нагревательных элементов на основе разработанных электропроводящих композиционных материалов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Лопанов, А.Н. Реология электропроводящих цементных паст и дисперсий графита [Текст] / А.Н. Лопанов, А.Ю. Семейкин, Е.А. Фанина // Цемент и его применение. -2009. -№5. - С. 110-112.

2. Семейкин, А.Ю. Композиционные электропроводящие силикаты на основе наночастиц титаната бария и серебра [Текст] / А.Ю. Семейкин, Ю.В. Марченко // «Индустрия наносистем и материалы»: материалы Всероссийской конференции инновационных проектов аспирантов и студентов. -М.: МИЭТ, 2006. - С. 191-192.

3. Алтынник, Н.И. Токопроводящий силикатный композиционный материал с использованием графита и титаната бария [Электронный ресурс] / Н.И. Алтынник, Е.А. Фанина, А.Ю. Семейкин // «Ломоносов-2008»: материалы XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; отв. ред. И. А. Алешковский, П.Н. Костылев, А. И. Андреев. - М.: МГУ; СП МЫСЛЬ, 2008. ~ 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - ISBN 978-591579-003-1.

4. Семейкин, А.Ю. Моделирование электрических свойств токопро-водящих композиционных материалов [Электронный ресурс] / А.Ю. Семейкин, Е.А. Фанина // «Ломоносов-2008»: материалы XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; отв. ред. И. А. Алешковский, П.Н. Костылев, А. И. Андреев. - М.: МГУ; СП МЫСЛЬ, 2008. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - ISBN 978-5-91579-003-1.

5. Лопанов, А.Н. Моделирование топологических свойств электрической проводимости гетерогенной системы [Текст] / А.Н. Лопанов, Е.А. Фанина, А.Ю. Семейкин // «Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-21»: сб. трудов XXI Международной науч. конф.: в 10 т. Секции 9, 14; под общ. ред. B.C. Балакирева. - Саратов: Саратовский гос. технич. ун-т, 2008. - Т. 7. - С. 200-201. - ISBN 978-5-7433-1928-2.

6. Lopanov, A.N. Elektrosurface characteristics of carbon dispersion in electrolyte solutions [Text] / A.N. Lopanov, E.A. Fanina, A.Y. Semeykin: book of abstracts of III International conference on colloid chemistry and physicochemical mechanics. - Moscow: Lenand, 2008. - P. 30. - ISBN 978-5-9710-0219-2.

7. Семейкнн, А.Ю. Композиционные токопроводящие силикатные материалы [Текст] / А.Ю. Семейкин, Н.И. Алтынник, М.И. Кожухова // «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях (НТТМ-2008)»: сб. науч. докладов Всероссийской научно-практической конференции. - М.: МГСУ, 2008. - С. 42-44. - ISBN 5-72640459-9.

8. Фанина, Е.А. Температурные закономерности электрической проводимости гетерогенных систем на основе дисперсий графита [Текст] / Е.А. Фанина, А.Ю. Семейкин // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2008. -№3.-С. 15-17.

9. Семейкин, А.Ю. Структурно-реологические свойства электропроводных цементных паст и бетонов на их основе [Электронный ресурс] / А.Ю. Семейкин, Е.А. Фанина // «Ломоносов-2009»: материалы XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; отв. ред. И. А. Алешковский, П.Н. Костылев, А. И. Андреев. - М.: МГУ; МАКС Пресс, 2009. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - ISBN 978-5-317-02774-2.

10. Лопанов, А.Н. Энергосберегающая система регулирования параметров микроклимата на основе низкотемпературных композиционных нагревателей [Текст] / А.Н. Лопанов, А.Ю. Семейкин // «Строительство-2009»: материалы международной научно-практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2009. - С. 200-202.

11. Семейкин, А.Ю. Энергосберегающие нагревательные системы на основе электропроводящих композиционных материалов [Текст] / А.Ю. Семейкин, Е.А. Фанина // «Энергообеспечение и строительство»: сб. материалов III Международной выставки - Интернет конференции: в 2 ч. Ч. 2. - Орел: Изд-во ООО ПФ «Картуш», 2009. - С. 112-115.

Семейкин Александр Юрьевич Регулирование реологических и электрических свойств дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов

Специальность 02.00.11 - «Коллоидная химия» АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 25.05.10. Формат 60 х 84/16 Усл. печ. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ № ¿15 Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Семейкин, Александр Юрьевич

Введение

Глава 1. Коллоидно-химические свойства электропроводящих дисперсных систем

1.1. Общее состояние и перспективы развития технологии электропроводящих дисперсных систем и материалов на их основе

1.2. Компоненты электропроводящих композиционных материалов

1.2.1. Связующие компоненты

1.2.2. Наполнители

1.2.3. Электропроводная фаза 22 1.3 Коллоидно-химические свойства углеродных материалов

1.3.1 Строение и структура углеродных материалов

1.3.2 Поверхностные свойства углеродных материалов 27 1.4. Физико-химические основы получения электропроводящих дисперсных систем на основе цемента и различных форм углерода

1.4.1. Электрическая проводимость цементных паст и бетонов

1.4.2. Электропроводность углеродных материалов 34 1.5 Закономерности структурообразования в дисперсных системах на основе различных форм углерода и минеральных вяжущих

1.5.1 Структурообразование в цементных системах

1.5.2 Электрокинетические свойства цементных систем

1.5.3 Реологические модели цементных систем

1.5.4 Структурообразование в дисперсиях различных форм углерода

1.5.4.1 Структурообразование в дисперсиях технического углерода

1.5.4.2 Структурообразование в дисперсиях графита

1.6. Экологические и гигиенические преимущества электрических систем лучистого отопления

1.7. Выводы

Глава 2. Характеристика материалов и методы исследования

2.1. Характеристика использованных материалов

2.2. Методы исследований и приборы

2.2.1. Определение удельной электропроводности образцов ЭКМ

2.2.2. Рентгенофазовый анализ

2.2.3. Микроскопические методы анализа

2.2.4 Кондуктометрический метод

2.2.5 Определение электрокинетического потенциала

2.2.6. Определение реологических параметров формовочных паст

2.2.7. Определение физико-механических характеристик электропроводящих композиционных материалов

Глава 3. Реологические свойства дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов

3.1 Реологические свойства дисперсий графита в цементных пастах

3.2 Исследование процесса агрегации в суспензии графита

3.3. Выводы

Глава 4. Электрокинетические свойства электропроводящих дисперсных систем

4.1 Электрокинетические свойства цемента и электропроводящих систем на его основе

4.2 Электрокинетические свойства модельных электропроводящих дисперсных систем

4.3 Выводы

Глава 5. Электрические и физико-механические свойства электропроводящих композиционных материалов

5.1. Температурные закономерности электрической проводимости гетерогенных систем на основе дисперсий графита

5.2. Физико-механические свойства электропроводящих композиционных материалов на основе цемента и различных форм углерода

5.3. Выводы

Глава 6. Технологический регламент на производство низкотемпературных нагревательных элементов на основе цемента и различных форм углерода

6.1 Характеристика конечной продукции производства

6.2 Технологическая схема производства

6.3 Аппаратурная схема производства

6.4 Характеристика сырья и полупродуктов

6.5 Изложение технологического процесса

6.6 Контроль производства и управление технологическим процессом

6.7 Техника безопасности, пожарная безопасность и производственная санитария

6.8 Охрана окружающей среды

6.9 Перечень производственных инструкций

6.10 Технико-экономические нормативы

6.10.1 Расчет себестоимости низкотемпературных композиционных электронагревательных элементов с учетом затрат на проведение НИР

6.10.2 Технико-экономическое сравнение систем пароводяного и электрического отопления помещения сельскохозяйственного назначения площадью 1000 м

Введение диссертация по химии, на тему "Регулирование реологических и электрических свойств дисперсий на основе цементных паст и углеродных материалов"

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: изучение и анализ особенностей структурообразования в дисперсных системах цемент - углеродный наполнитель; исследование процессов агрегации частиц вяжущего и электропроводного наполнителя с учетом их поверхностных свойств;

- определение физико-механических и электрических свойств полученных материалов; разработка технологии получения низкотемпературных композиционных электронагревательных элементов (опытно-промышленный регламент);

Научная новизна работы.

2. Установлено, что в дисперсиях цемент - графит с добавками эфиров поликарбоксилатов происходит снижение пластической вязкости с 0,6 до 0,01 Па-с и предельного динамического напряжения сдвига с 6 до 0,12-0,68 Па, что позволяет снизить количество воды в формовочной смеси на 25—30 % и получить электропроводящий композиционный материал с повышенными плотностью, прочностью, стабильными электрическими характеристиками при длительной эксплуатации.

3. Установлены закономерности изменения скорости электроосмотического потока в электролитах хлорида калия для систем цементная паста -графит, оксид алюминия — графит, песок - графит в зависимости от содержания дисперсной фазы, проводящей электрический ток, обусловленные изменениями величины и знака электрокинетического потенциала. Увеличение массовой доли графита до 0,15 в исследованных модельных системах при отрицательных зарядах поверхности приводит к перезарядке композиционной мембраны и изменению направления электроосмотического переноса жидкости.

4. Исследованы температурные зависимости электропроводности систем цементный камень - графит от массовой доли графита и полимерных добавок - карбоксиметилцеллюлозы и поливинилового спирта. Установлено, что снижение энергии активации проводимости с 16,35 до 6,37 кДж/моль в цементном камне без добавок полимеров при увеличении массовой доли графита от 0,2 до 0,4 обусловлено увеличением числа контактов между частицами токопроводящей фазы и образованием цепочечных структур по линиям тока. В присутствии полимеров наблюдали увеличение значений энергии активации проводимости вследствие образования плотных адсорбционных слоев вокруг частиц токопроводящей фазы.

Практическая значимость.

2. На основе проведенных исследований разработаны низкотемпературные композиционные электронагревательные элементы для создания систем отопления в помещениях бытового и сельскохозяйственного назначения.

Основные положения работы, выносимые на защиту: закономерности изменения реологических свойств в дисперсных системах цемент - графит;

- температурные закономерности электрической проводимости в системах цемент - графит в присутствии полимерных добавок; составы электропроводящих композиционных материалов для низкотемпературных нагревательных систем; взаимосвязь между физико-механическими и электрическими свойствами электропроводящих композиционных материалов; технология производства стабильных в эксплуатации низкотемпературных нагревательных элементов для нагревательных систем.

Апробация результатов работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на конференциях:

Всероссийской конференции инновационных проектов студентов и аспирантов «Индустрия наносистем и материалы» (Зеленоград, 2006); Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия» (г. Губкин, 2007, 2009); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2008, 2009); XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-21» (Саратов, 2008); III Международной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике (Москва, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи» (Москва, 2008); IX Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2009 (диплом I степени, Москва, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Строительство-2009» (Ростов-на-Дону, 2009), III Международной выставке — Интернет конференции «Энергообеспечение и строительство» (Орел, 2009).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы из 164 наименований и 6 приложений. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста, включающего 58 таблиц, 38 рисунков и фотографий.

Заключение диссертации по теме "Коллоидная химия и физико-химическая механика"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы закономерности структурообразования в электропроводящих дисперсных системах на основе цемента и графита. Показано, что электропроводящие дисперсные системы на основе дисперсий цемента и различных форм углерода являются типичными высококонцентрированными дисперсными тиксотропными системами с коагуляционно-кристаллизационным типом структуры, течение которых описывается моделью Гершеля — Балкли (обобщенная модель Бингама — Шведова).

2. Выявлены закономерности изменения реологических и электрических свойств систем цемент - углерод - вода. При массовой доле графита в суспензии, равной 0,15-0,2 наблюдали увеличение предельного динамического напряжения сдвига с 0,1 до 7,79 Па и пластической вязкости с 0,01 до 0,196 Па-с, вследствие образования сплошной трехмерной структуры из контактирующих частиц графита, что подтверждается данными измерения электрической проводимости цементно-графитовых суспензий и затвердевшего цементного камня с различной массовой долей графита.

3. Разработан метод регулирования структурообразования в электропроводящих дисперсных системах с помощью пластифицирующих добавок. При введении в систему цемент - графит — вода эфиров поликарбоксилатов в количестве 0,5-0,75 % происходит обратимое разрушение коагуляционных структур и уменьшается величина пластической вязкости и предельного динамического напряжения сдвига до 0,12—0,68 Па, что дает возможность снизить водокомпозиционное отношение формовочной смеси на 25-30 % и получить электропроводящий композит с повышенной плотностью, прочностью, стабильными электрическими характеристиками.

4. Изучены процессы агрегации частиц графита в растворе электролита. Установлено, что расстояние между частицами графита в агрегатах определяется толщиной сольватных оболочек, в результате расклинивающего действия которых создается потенциальный барьер, препятствующий коагуляции частиц в первичном минимуме.

5. Установлено, что снижение электропроводности суспензий графита при концентрациях электролита, равных Ю-1 моль/л обусловлено уменьшением поверхностной проводимости, в результате сжатия диффузной части двойного электрического слоя.

6. При объемной доле графита в системе, равной 0,143 (0,15 масс.), частицы оказываются на расстояниях, соответствующих величине вторичного потенциального минимума, вследствие чего происходит агрегация частиц и образование устойчивых токопроводящих структур из агрегатов частиц, обеспечивающих протекание электрического тока в объеме системы.

7. Для исследования электрокинетических явлений в цементных системах (электроосмотического переноса жидкости через мембрану) использована методика многократной отмывки поверхности частиц цемента, что позволило снизить влияние большой концентрации ионов электролитов Са2+, SO4 , ОН-, К , Na , переходящих в жидкую фазу в результате гидролиза минералов цементного камня.

8. Установлено, что частицы цемента обладают слабо положительным зарядом поверхности, обусловленным большим содержанием в гелеобразной оболочке частиц ионов

9. В системах цемент — графит наблюдали увеличение ^-потенциала композиционных мембран в 0,01 н. растворах КС1 с максимумом в области массовых долей графита 0,15.

10. Выявлена закономерность изменения электроосмоса в модельных системах цемент - графит, оксид алюминия — графит и кварцевый песок -графит, заключающаяся в том, что в области массовых долей графита, соответствующих концентрационному порогу протекания электрического тока в 0,001 н. растворе хлорида калия наблюдается перезарядка композиционных мембран; в 0,01 н. растворе хлорида калия наблюдается увеличение ^-потенциала в области массовых долей графита 0,15.

11. Рассчитаны энергии активации проводимости систем цемент — графит при различной массовой доле графита. Показано, что снижение величины энергии активации проводимости с 16,35 до 6,37 кДж/моль с увеличением массовой доли графита от 0,2 до 0,4 связано с увеличением числа контактов между частицами токопроводящей фазы и образованием цепочечных структур по линии тока.

12. Установлено влияние полимерных добавок карбоксиметилцеллюло-зы и поливинилового спирта на величину энергии активации проводимости систем цемент — графит. При введении поливинилового спирта в количестве 0,5 % величина энергии активации проводимости увеличивается с 17,3 до 41,8 кДж/моль, вследствие образования вокруг частиц токопроводящей фазы плотных адсорбционных слоев, изменяющих проводимость межфазной границы цементный камень - графит.

13. Исследованы электрические свойства электропроводящих композиционных материалов. Установлено, что увеличение электропроводности системы цемент — углерод при массовых долях, более 0,075 для технического углерода и 0,15 для графита обусловлено превышением концентрационного порога протекания электрического тока, минимального значения концентрации электропроводной фазы в системе, начиная с которого возможно образование коагуляционной структуры из дискретных контактирующих частиц и обеспечение стабильной воспроизводимости электрической проводимости композиции.

14. На основе анализа математических уравнений регрессии и номограмм зависимости предела прочности при осевом сжатии и электропроводности от содержания электропроводящего и диэлектрического компонентов подобраны оптимальные составы электропроводящих композиционных материалов для низкотемпературных нагревательных элементов.

15. Разработан опытно-промышленный технологический регламент производства низкотемпературных нагревательных элементов на основе разработанных электропроводящих композиционных материалов.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата технических наук, Семейкин, Александр Юрьевич, Белгород

1. Богородицкий, Н.П. Электротехнические материалы / Н.П. Богоро-дицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареев. JL: Энергоатомиздат, 1985. - 304 с.

2. Возможности использования электропроводного бетона (бетэла) в гражданском строительстве: сб. науч. трудов / под ред. JI. Е. Врублевского. — Новосибирск, СибЗНИИЭП, 1971. 52 с.

3. Долгинов, Б.Н. Новый строительный материал бетэл / Б.Н. Долги-нов, Е.К. Маевский, JI.E. Врублевский, В.Н. Шмигальский. - Новосибирск, Новосибирский институт инженеров водного транспорта, 1973. — 108 с.

4. Chung, D.D.L. Interface Engineering for Cement-Matrix Composites / D.D.L. Chung // Composite Interfaces. 2001. - Vol. 8, №1. - P. 67-82.

5. Sihai, Wen Cement-based controlled electrical resistivity material / Sihai Wen, D.D.L. Chung // J. Electron. Mater. 2001. - Vol. 30, №11. -P. 1448-1451.

6. Jingyao, Cao Coke Powder as an Admixture in Cement for Electromagnetic Interference Shielding / Jingyao Cao, D.D.L. Chung // Carbon. 2003. — Vol. 41.-P. 2427-2451.

7. Jingyao, Cao Colloidal graphite as an admixture in cement and as a coating on cement for electromagnetic interference shielding / Jingyao Cao, D.D.L. Chung // Cem. Concr. Res. 2003. - Vol. 33, №11 - P. 1737-1740

8. Chung, D.D.L. Electrical application of carbon materials / D.D.L. Chung // J. Mater. Sci. 2004. - Vol. 39. - P. 2645-2661.

9. Chung, D.D.L. Use of polymers for cement-based structural materials / D.D.L. Chung // J. Mater. Sci. 2004. - Vol. 39. - P. 2973-2978.

10. Chung, D.D.L. Functional properties of cement-matrix composites / D.D.L. Chung//J. Mater. Sci.-2001.-Vol. 36.-P. 1315-1324.

11. Виноградов, А.П. Электродинамика композитных материалов / А.П. Виноградов. М.: Едиториал УРСС, 2001. - 208 с. - ISBN 5-83600283-5.

12. Емец, Ю.П. Электрические характеристики композиционных материалов с регулярной структурой / Ю.П. Емец. Киев, Наукова Думка, 1986. — 192 с.

13. Дульнев, Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Г.Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк. — Л.: Энергия, 1974. — 264 с.

14. Бардзокас, Д.И. Математическое моделирование физических процессов в композиционных материалах периодической структуры. — М.: Еди-ториал УРСС, 2003. 376 с. - ISBN 5-364-00421-7.

15. Дульнев, Г.Н. Процессы переноса в неоднородных средах / Г.Н. Дульнев, В.В. Новиков. Л.: Энергоатомиздат, 1991. — 248 с. -ISBN 5-283-04418-1.

16. Добжинский, М.С. Физико-химическая механика образования структуры и влияние ее на свойства бетэла / М.С. Добжинский // В кн. Физико-химические исследования новых электротехнических материалов. — Новосибирск: изд-во «Наука», 1978. С. 3 - 14.

17. Пугачев, Г.А. Технология производства изделий из электропроводных бетонов / Г.А. Пугачев: отв. ред. В.Е. Накоряков. Новосибирск, Институт теплофизики АН СССР, 1988. - 198 с.

18. Shoukai, Wang Resistance heating using electrically conductive cements / Shoukai Wang, Sihai Wen, D.D.L. Chung // Adv. Cem. Res. 2004. - Vol. 16, №4.-P. 161-166.

19. Chugh, Randy Flexible graphite as a heating element / Randy Chugh, D.D.L. Chung // Carbon. 2002. - Vol. 40, №14. - P. 2285-2289.

20. Chung, D.D.L. Electrically conductive cement-based materials / D.D.L. Chung // Adv. Cem. Res. 2004. - Vol. 16, №4. - P. 167-176.

21. Sihai, Wen Cement as a thermoelectric material / Sihai Wen, D.D.L. Chung // J. Mater. Res. 2000. - Vol. 15, №12. - P. 2844-2848.

22. Манчук, P.B. Электропроводный бетон — материал для защиты электронного оборудования и обслуживающего персонала от электромагнитныхвоздействий / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. — 2001. — №2—3. — С. 44—47.

23. Манчук, Р.В. Предотвращение обледенения ступеней открытых входов станций метрополитена / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. — 2005. №11-12. - С. 94-103.

24. Манчук, Р.В. Обогрев гребней каменно-земляных плотин в северной строительной зоне / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. — 2009. — №1. — С. 58-62.

25. Манчук, Р.В. Обоснование технических параметров электротепловой защиты грунтового основания Вилюйской ГЭС-3 от промерзания / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. — 2006. №1. — С. 52-61.

26. Манчук, Р.В. Оценка надежности электротепловых систем гидротехнического назначения / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. — 2008. №2. — С. 49-57.

27. Евстигнеев, В.В. Расчет и проектирование низкотемпературных композиционных электрообогревателей / В.В. Евстигнеев, Г.А. Пугачев, Т.М. Халина, М.В. Халин. — Новосибирск, изд-во «Наука», 2001. 168 с. -ISBN 5-02-031723-3.

28. Горелов, В.П. Низкотемпературные нагреватели из композиционных материалов в промышленности и быту / В.П. Горелов. — М.: Энергоатомиз-дат, 1995. 208 с. - ISBN 5-283-00690-5.

29. Пат. 2037895 Российская Федерация, МПК6 Н 01 С 7/00. Композиционный резистивный материал / Халин М.В., Госьков П.И., Тарабанов B.JL, патентообладатель Халин М.В. № 93011354/10; заявл. 02.03.1993; опубл. 19.06.1995.

30. Пат. 2231845 Российская Федерация, МПК7 Н 01 С 7/00. Резистивный композиционный материал / Раевская Г.А., Репях JI.H., заявитель и патентообладатель ООО «НТЦ-Ползучесть». — № 2002109371/09; заявл. 04.04.2002; опубл. 27.06.2004.

31. Пат. 2055446 Российская Федерация, МПК6 Н 05 В 3/34. Гибкий композиционный электрообогреватель / Халин М.В., Халина Т.М, Автономов И.В., патентообладатель Халин М.В. № 93006711/07; заявл. 02.03.1993; опубл. 03.02.93.

32. Pat. US 5447564, IPC6 С 04 В 14/48. Conductive cement-based composition / Ping Xie, Ping Gu, Yan Fu, James J. Beaudoin, assignee National Research Council of Canada. № 5447564; filing date 16.02.1994; publication date 05.09.1995.

33. Pat. US 3962142, IPC2 H 01 В 1/04. Electrically conducting concrete / Alan Freeman, William Hymers, assignee The Marcony Company Ltd. — № 3962142; filing date 07.02.1974; publication date 08.06.1976.

34. Pat. US 3903349, IPC2 С 09 С 1/44. Electrically conductive cement / Ian Thorpe, Terence Edwards, assignee Doulton and Co. Ltd. № 3903349; filing date 09.05.1973; publication date 02.09.1975.

35. Pat. US 3626149, IPC2 H 05 В 1/00. Thermally conductive concrete with heating means / Peter R. Carney, Raymond F. Stevens, Stickney Township, assignee Superior Graphite Company. № 3626149; filing date 02.01.1970; publication date 07.12.1971.

36. Pat. US 3166518, IPC2 H 05 В 1/00. Electrically conductive concrete / Earl H. Barnard, Raymond F. Stevens, Stickney Township, assignee Schlumberger Well Surveying Corporation. № 3166518; filing date 29.12.1960; publication date 19.01.1965.

37. Врублевский, JI.E. Силовые резисторы / JI.E. Врублевский, Ю.В. Зайцев, А. И. Тихонов. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 256 с. -ISBN 5-283-00616-6.

38. Бернацкий, А.Ф. Электрические свойства бетона / А.Ф. Бернацкий, Ю.В. Целебровский, В.А. Чунчин; под ред. Ю.Н. Вершинина. М.: Энергия, 1980.-208 с.

39. Артамонова, М.В. Практикум по общей технологии силикатов / М.В. Артамонова. — учебное пособие для ВУЗов. — М.: Стройиздат, 1996. — 280 с.

40. Полак, А. Ф. Твердение минеральных вяжущих веществ / А. Ф. По-лак, В. В. Бабков, Е. П. Андреева. Уфа: Башкирское книжное издательство, 1990.-216 с.

41. Илюхин, В.В. Гидросиликаты кальция. Синтез монокристаллов и кристаллохимия / В.В. Илюхин, В.А. Кузнецов, А.Н. Лобачев, B.C. Бакшутов. -М.: Наука, 1979.-184 с.

42. Бирюков, А.И. Твердение силикатных минералов цемента. — Харьков, Харьковский филиал издательства «Транспорт Украины», 1999. 288 с.

43. Курбатова, И.И. Химия гидратации портландцемента. М.: Стройиздат, 1977. - 159 с.

44. Шейкин, А.Е. Структура и свойства цементных бетонов / А. Е. Шей-кин, Ю. В. Чеховский, М. И. Бруссер -М.: Стройиздат, 1979. 344 с.

45. Берг, О .Я. Высокопрочный бетон / О.Я. Берг, Е.Н. Щербаков, Г.Н. Писанко. М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1971. - 208 с.

46. Бутт, Ю.М. Портландцемент / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. — М.: Стройиздат, 1974. 266 с.

47. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны / В. Г. Батраков. М.: Стройиздат, 1990. - 490 с.

48. Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение: учеб. пособие / И. А. Рыбьев. — 2-е изд., испр. М.: Высшая школа, 2004. - 700 с. -ISBN 5-06-004059-3.

49. Химические и минеральные добавки в бетон / под ред. А. В. Ушеро-ва-Маршака. Харьков: Колорит, 2005. - 280 с. - ISBN 966-8536-19-3.

50. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учебник для вузов / Ю. М. Баженов. -М.: АСВ, 2003. 499 с. - ISBN 5-93093-138-0.

51. Ахвердов, И.Н. Основы физики бетона / И.Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981. - 464 с.

52. Бернацкий, А.Ф. Фазовый состав и электрофизические свойства шлакопортландцемента / А.Ф. Бернацкий // В кн. Физико-химические исследования новых электротехнических материалов. — Новосибирск: изд-во «Наука», 1978. С. 87 - 92.

53. Манчук, Г.Р. Фазовый состав продуктов гидратации цементно-углеродистых композиций на различных цементах / Г.Р. Манчук, Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. 2008. - №11-12. — С. 19-25.

54. Ушеров-Маршак, А.В. Микроструктура цементного камня / А.В. Ушеров-Маршак, В.П. Сопов // Коллоидный журнал. 1997. - т. 59, №6.-С. 846-850.

55. Наполнители для полимерных композиционных материалов: Справочное пособие: пер. с англ. / под ред. П.Г. Бабаевского. М.: Химия, 1981. -736 с.

56. Шулепов, С.В. Физика углеграфитовых материалов / С.В. Шулепов. М.: Металлургия, 1972. - 256 с.

57. Тарасевич, М.Р. Электрохимия углеродных материалов / М.Р. Тара-севич. М.: Наука, 1984. - 253 с.

58. Горюнова, Н.А. Химия алмазоподобных полупроводников / Н.А. Горюнова. — JL: Изд-во Ленинградского университета, 1963. —222 с.

59. Амелинкс, С. Дислокации и дефекты упаковки в графите / С. Аме-линкс, П. Делавиньет, М. Хеершап // В кн. Физические и химические свойства углерода. М.: Мир, 1969. - С.9-77.

60. Уббелоде, А.Р. Графит и его кристаллические соединения / А.Р. Уб-белоде, Ф.А. Льюис. М.: Мир, 1965. - 256 с.

61. Фиалков, А.С. Углеграфитовые материалы / А.С. Фиалков. М.: Энергия, 1979. - 320 с.

62. Pierson, Н. Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes : properties, processing, and applications / Hugh Pierson. New Jersey: Noyes publication, 1993. - 402 p. - ISBN: 0-8155-1339-9.

63. Chung, D.D.L. Graphite / D.D.L. Chung // J. Mater. Sci. 2002. -Vol. 37.-P. 1475-1489.

64. Углеродные волокна / под ред. С. Симамуры: пер. с япон. М.: Мир, 1987.-304 с.

65. Мелешко, А.И. Углерод, углеродные волокна, углеродные композиты / А.И. Мелешко, С.П. Половников. М.: «Сайнс-пресс», 2007. — 192 с. -ISBN: 5-88070-119-0.

66. Ижик, А.П. Поверхностные свойства и особенности структурообра-зования дисперсного технического углерода различной степени окисленно-сти / А.П. Ижик, Н.Б. Урьев // Коллоидный журнал. 2002. - т. 64, № 5. -С. 623-627.

67. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии: Поверхностные явления и дисперсные системы: учебник для вузов / Ю. Г. Фролов. — 3-е изд., испр. — М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. 464 с. - ISBN 5-98535-003-7

68. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика: новая область науки / П.А. Ребиндер. М.: Знание, 1958. - 65 с.

69. Гранковский, И.Г. Структурообразование в минеральных вяжущих системах / И.Г. Гранковский. Киев: Наукова думка, 1984. — 300 с.

70. Урьев, Н.Б. Текучесть суспензий и порошков / Н.Б. Урьев, А.А. Потанин М.: Химия, 1992. - 256 с. - ISBN 5-7245-0657-2.

71. Пивинский, Ю.Е. Реология дилатантных и тиксотропных дисперсных систем / Ю.Е. Пивинский. Санкт-Петербург, РИО СПбГТИ (ТУ), 2001. -174 с.т

72. Рейнер, М. Реология / М. Рейнер; пер. с англ. Малинина Н.И.; под ред. Григолюка Э.И. М.: «Наука», 1965. - 224 с.

73. Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик. Д.: Изд-во Ле-нингр. ун-та, 1981. 172 с.

74. Шрамм, Г. Основы практической реологии и реометрии / Г. Шрам: пер. с англ. Лавыгина И.А.; под ред. В.Г. Куличихина. — М.: КолосС, 2003. -312 с.- ISBN 5-9532-0234-2.

75. Кандырин, Л.Б. Реологические свойства высококонцентрированных полифракционных дисперсий с частицами неправильной формы / Л.Б. Кандырин, В.Н. Кулезнев, Л.К. Щеулова // Коллоидный журнал. 1983. — т. XLV, № 4. - С. 657-664.

76. Ревезенский, В.М. Реологическая модель вязкоупругопластического поведения дисперсных систем / В.М. Ревезенский // Коллоидный журнал. -1988. т. L, № 2. - С. 378-380.

77. Ходаков, Г.С. Реология суспензий. Теория фазового течения и ее теоретическое обоснование / Г.С. Ходаков // Рос. хим. журнал (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2003. - Т. XLVII, № 2. - С. 33^14.

78. Матвеенко, В.Н. Реология структурированных дисперсных систем / В.Н. Матвеева, Е.А. Кирсанов, С.В. Ремизов // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. 2006. - Т. 47, № 6. - 393-397.

79. Яминский, В.В. Коагуляционные контакты в дисперсных системах / В.В. Яминский, В.А. Пчелин, Е.А. Амелина, Е.Д. Щукин. М.: Химия, 1982. -185 с

80. Бару, P.JI. Реологические и электрические характеристики суспензий окисленного технического углерода в вазелиновом масле в условиях сдвига и вибрации / Р.Л. Бару, А.А. Соболев, Н.Б. Урьев // Коллоидный журнал. 2003. - т. 65, № 4. - С. 441-447.

81. Соболев, А.А. Реологические и электрические характеристики дисперсий технического углерода в неполярной диэлектрической среде /

82. A.А. Соболев, Ю.С. Свистунов, Н.Б. Урьев // Коллоидный журнал. 2007. -т. 69, № 5. - С. 688-696.

83. Гродский, А.С. Влияние адсорбционных слоев НПАВ на седимента-ционную устойчивость суспензий графита / А.С. Гродский , И.А. Титова, Ю.Г. Фролов // Коллоидный журнал. 1984. - т. XLVI, № 5. - С. 886-890.

84. Гродский, А.С. О седиментационной устойчивости дисперсий графита в водных растворах капролактама / А.С. Гродский , Ю.Г. Фролов,

85. B.М. Ревезенский и др. // Коллоидный журнал. — 1983. — т. XLV, № 3. —1. C.549-552

86. Морару, В.Н. Адсорбция оксиэтилированных неионных ПАВ и ее влияние на стабильность водных дисперсий графита / В.Н. Морару, Ф.Д. Ов-чаренко и др. // Коллоидный журнал. 1984. - т. XLVI, № 6. — С. 1148-1153.

87. Ревезенский, В.М. Исследование процессов агрегации в суспензиях графита кондуктометрическим методом / В.М. Ревезенский, А.С. Гродский // Коллоидный журнал. 1983. - т. XLV, № 6. - С. 1130-1132.

88. Ревезенский, В.М. Кондуктометрический метод исследования процессов агрегации в суспензиях / В.М. Ревезенский, А.С. Гродский // Коллоидный журнал. 1983. - т. XLV, № 5. - С. 943-948.

89. Манчук, Р.В. Взаимосвязь электропроводности бетэла с процессами, протекающими при его твердении / Р.В. Манчук // В кн. Физико-химическиеисследования новых электротехнических материалов. — Новосибирск: изд-во «Наука», 1978.-С. 15-23.

90. ЮО.Манчук, Р.В. Применение теории протекания к расчету электропроводности бетэла / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. 2003. — №8. — С.42-50.

91. Манчук, Р.В. Моделирование структуры электропроводного бетона / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. 2003. - №11. - С. 40^45.

92. Манчук, Р.В. Влияние усадочных процессов на конечную электропроводность бетэла / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. — 2004. — №9. С. 30-35.

93. Манчук, Р.В. Энергетические параметры электропроводного бетона / Р.В. Манчук // Изв. вузов. Строительство. 2000. - №4. - С. 45—49.

94. Соцков, В.А Общие закономерности процессов электропроводности в бинарных макросистемах / В.А. Соцков, С.В. Карпенко // Журнал технической физики. -2003. т. 73, № 1. - С. 106-109.

95. Хархардин, А.Н. Перколяционная модель электропроводности строительных композитов / А.Н. Хархардин, В.В. Строкова, И.В. Жернов-ский // Изв. вузов. Строительство. — 2007. №9. — С. 105-111.

96. Халин, М.В. Расчет электрической проводимости гибкого композиционного нагревателя для строительства // М.В. Халин // Изв. вузов. Строительство. 1996. -№12. - С. 127-131.

97. Илюхин, А.В. Использование компьютерного материаловедения для исследования свойств радиопоглощающих бетонов / А.В. Илюхин // Технологии бетонов. 2008. - № 5. - С. 12—15.

98. Фанина, Е.А. Электропроводность и агрегация частиц антрацита и графита в гетерогенной системе / Е.А. Фанина, А.Н. Лопанов // Химия твердого топлива. 2009. - №1- С.46-50.

99. Соминский, М.С. Полупроводники / М.С. Соминский. М.: Изд-во физ.-мат. литературы, 1961. - 440 с.

100. Цидильковский, И.М. Зонная структура полупроводников / И.М. Цидильковский. -М.: Наука, 1978. 328 с.

101. Горбачев, В.В. Физика полупроводников и металлов / В.В. Горбачев, Л.Г. Спицына 2-е изд., перераб. - М.: Металлургия, 1982. — 336 с.

102. Лазарев, В.Б. Электропроводность окисных систем и пленочных структур / В.Б. Лазарев. — М.: Наука, 1979. — 166 с.

103. Волькенштейн, Ф.Ф. Физикохимия поверхности полупроводников / Ф.Ф. Волькенштейн. -М.: Наука, 1973. 196 с.

104. Киселёв, В.Ф. Поверхностные явления в полупроводниках и диэлектриках / В.Ф. Киселев. М.: Наука, 1970. - 399 с.

105. Шкловский, Б.И. Электронные свойства легированных полупроводников / Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1979. — 416 с.

106. Добавки в бетон: Справочное пособие / В. С. Рамачандран и др.; под ред. В. С. Рамачандрана; пер. с англ. Т. И. Розенберг, А. С. Болдырева;под ред. А. С. Болдырева и В. Б. Ратинова. М.: Стройиздат, 1988. — 575 с. -ISBN 5-274-00208-0.

107. Косухин, М.М. Регулирование свойств бетонных смесей и бетонов комплексными добавками с разными гидрофильными группами: монография / М. М. Косухин. Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2005. - 194 с.

108. Николаев, А.Ф. Водорастворимые полимеры / А. Ф. Николаев, Г. И. Охрименко. JL: Химия, 1974. — 144 с.

109. Ахмедов, К.С. Водорастворимые полимеры и их взаимодействие с дисперсными системами / К. С. Ахмедов и др.. — Ташкент: изд-во ФАН УзССР, 1969.-251 с.

110. Глекель, Ф.Л. Физико-химические основы применения добавок к минеральным вяжущим / Ф. Л. Глекель. Ташкент: изд-во ФАН УзССР, 1975.-200 с.

111. Духин, С.С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем / С.С. Духин. Киев: Наукова думка, 1975. — 248 с.

112. Справочник по электрохимии / под ред. А. М. Сухотина. Л.: Химия, 1981.-488 с.

113. Дерягин, Б.В. Поверхностные силы / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, В.М. Муллер. М.: Наука, 1985. - 398 с.

114. Тагер, А. А. Физикохимия полимеров / А. А. Тагер. 3-е изд., пе-рераб. и доп. — М.: Химия, 1978. - 258 с.

115. Горшков, B.C. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений / B.C. Горшков, В.Г. Савельев, Н.Ф. Федоров. М.: Высшая школа, 1988. - 400 с. -ISBN 5-06-001389-8.

116. Вест, А. Химия твердого тела. Теория и приложения: в 2 ч. / А. Вест; пер с англ. Кауль А.Р., Куценок И.Б.; под ред. акад. Третьякова Ю.Д. 4.2. - М.: Мир, 1988. - 336 с. - ISBN 5-03-000071-2.

117. Урьев, Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов / Н.Б. Урьев. М.: Химия, 1988. - 256 с. -ISBN 5-7245-0120-1.

118. Урьев, Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы / Н.Б. Урьев. М.: Химия, 1980. - 320 с.

119. Урьев, Н.Б. Коллоидные цементные растворы / Н.Б. Урьев, И.С. Дубинин Л.: Стройиздат, Ленингр. отд. 1980. — 192 с.

120. Григоров, О.Н. Руководство к практическим работам по коллоидной химии / О.Н. Григоров, И.Ф. Карпова, З.П. Козьмина, К.П. Тихомолова, Д.А. Фридрихсберг, Ю.М. Чернобережский. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1964. - 326 с.

121. Савицкая, Т.А. Влияние водорастворимых полимеров на устойчивость и реологические свойства суспензий волокнистого активированного угля / Т.А. Савицкая, Т.Н. Невар, Д.Д. Гриншпан // Коллоидный журнал. — 2006. т. 68, № 1. - С. 93-99.

122. Урьев, Н.Б. Реология и тиксотропия цементно-водных суспензий в присутствии добавок суперпластификаторов / Н.Б. Урьев, Р.Л. Бару, А.П. Ижик и др. // Коллоидный журнал. — 1997. — т. 59, № 6. С. 833-839.

123. Урьев, Н.Б. Об особенностях гидратации водных дисперсий двух-и трехкальциевого силикатов в присутствии суперпластификаторов / Н.Б. Урьев, А.А. Соболев, В.Ф. Абросенкова и др. // Коллоидный журнал. -1997. т. 59, № 6. - С. 856-858.

124. Вовк, А.И. Анализ взаимосвязи строения ПАВ с их адсорбционными характеристиками в системе цементный минерал — вода / А.И. Вовк // Коллоидный журнал. 1997. - т. 59, № 6. - С. 743-746.

125. Дубровина, Л.В. Физико-механические и электрофизические свойства графитонаполненной алкидной смолы / Л.В. Дубровина, В.М. Огенко, П.П. Горбик, Е.И. Свистова // Пластические массы. 2007. - № 10. - С.22-24.

126. Щукин Е.Д., Коллоидная химия / Е.Д. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина. 3-е изд. - М.: Высшая школа, 2004. — 445 с.

127. Рекомендации по физико-химическому контролю состава и качества суперпластификатора С-3. М.: НИИЖБ, 1984. - 56 с.

128. Шаповалов, Н.А. Регулирование реологических свойств и агрега-тивной устойчивости суспензии олигомерными полиэлектролитами / Н.А. Шаповалов, В.А. Ломаченко и др. // Изв. вузов. Строительство. 1996. - №4. - С. 75-78.

129. Шаповалов, Н.А. Суперпластификаторы для бетонов / Н.А. Шаповалов, В.А. Ломаченко, А.А. Слюсарь и др. // Известия вузов. Строительство. 2001. - №1.- С.29-31.

130. Брыков, А.С. Диэлектрический нагрев растворов и бетонов / А.С. Брыков // Цемент и его применение. — 2003. — №4. — С. 19-20.

131. Брыков, А.С. Влияние кремнеземсодержащих добавок на гидратацию портландцементов в ранний период / А.С. Брыков, Р.Т. Камалиев // Цемент и его применение. 2010. — №1. - С. 146-148.

132. Брыков, А.С. Особенности гидратации портландцемента в присутствии гидросиликатов натрия / А.С. Брыков, Б.В. Данилов, А.В. Ларичков // Журнал прикладной химии. 2006. - т. 79. — № 4. — С. 533—536.

133. Frysz, Christine A. Electrochemical behavior of porous carbons / Christine A. Frysz, Xiaoping Shui, D.D.L. Chung // Carbon. 1997. - Vol. 35, №7. -P. 893-916.

134. Luo, X. Electromagnetic interference shielding reaching 130 db using flexible graphite / X. Luo, D.D.L. Chung // Carbon. 1996. - Vol. 34, №10. -P. 1293-1303.

135. Sihai, Wen Double percolation in the electrical conduction in carbon fiber reinforced cement-based materials / Sihai Wen, D.D.L. Chung // Carbon. -2007.-Vol. 45, №2.-P. 263-267.

136. Chung, D.D.L. Electrical Conduction Behavior of Cement-Matrix Composites / D.D.L. Chung // J. Mater. Eng. Perf. 2002. - Vol. 11, №2. -P. 194-204.

137. Maruya, Eiji Relationship between rheological constant of cement paste and fluidity of high-fluidity concrete / Eiji Maruya, Masashi Osaki, Hideaki Igara-shi //J. Adv. Concr. Tech. Vol.4, №2 -P. 251-257.

138. Banflll, P. Rheology and conduction calorimetry of cement modified with calcined paper sludge / P. Banflll, M. Frias // Cem. Concr. Res. 2007. -Vol. 37.-P. 184-190.

139. Knapen, E. Cement hydration and microstructure formation in the presence of water-soluble polymers / E. Knapen, D. Van Gemert // Cem. Concr. Res. -2009.-Vol. 39, №1.-P. 6-13.

140. Plank, J. Impact of zeta potential of early cement hydration phases on superplasticizer adsorption / J. Plank, C. Hirsch // Cem. Concr. Res. — 2007. -Vol. 37, №7. P. 537-542.

141. Plank, J. Experimental determination of the effective anionic charge density of polycarboxylate superplasticizers in cement pore solution / J. Plank, B. Sachsenhauser // Cem. Concr. Res. 2009. - Vol. 39, №1. - P. 1-5.

142. Wallevik, J. E. Rheological properties of cement paste: thixotropic behavior and structural breakdown / Jon Elvar Wallevik // Cem. Concr. Res. — 2009. -Vol. 39, №1. -P. 14-29.

143. Бытовые нагревательные электроприборы (конструкции, расчеты, испытания) / А.С. Варшавский, JI.B. Волкова, В. А. Костылев. М.: Энерго-издат, 1981.-328 с.

144. Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха: справочное пособие; пер. с англ. Я.С. Гречаник и др.; под общ. ред И.Г. Староверова. -М.: Гос. Изд-во литер, по строительству и архитектуре, 1963. — 340 с.

145. Сканави, А.Н. Отопление: учеб. для вузов. / А.Н. Сканави, Л.М. Махов. М.: Изд-во АСВ, 2002. - 576 с. - ISBN 5-93093-161-5.

146. Мачкаши, А. Лучистое отопление / А. Мачкаши, Л. Банхиди; пер. с венг. В.М. Беляева; под ред. В.Н. Богословского, Л.М. Махова- М.: Строй-издат, 1985.-464 с.

147. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии / С.Л. Аназарова, В.В. Кафаров. — М.: Высшая школа, 1985. -327 с.