Получение функциональных наноматериалов для использования их в качестве добавок к высокоэффективным композиционным материалам на основе ресурсосберегающих технологий

Целью работы являлась разработка методов получения функциональных наноматериалов для использования их в качестве добавок к высокоэффективным композиционным материалам на основе ресурсосберегающих технологий.Методологической основой исследования послужил современный опыт ведущих российских и зарубежных ученых в области создания функциональных материалов на основе отходов промышленности. Исследования проведены с применением стандартных ГОСТированных методов и методик научных исследований физико-химических свойств и составов исследуемых отходов промышленности и строительных материалов и смесей.Одно из наиболее перспективных направлений в сфере ресурсосбережения – использование отходов в качестве сырья для производства различных строительных материалов, мелкодисперсные отходы могут быть использованы в качестве наполнителей при изготовлении строительных смесей, красок, резин, изделий на основе полимеров и др.Термически модифицированный сатурационный осадок (ТМСО) представляет собой тонкодисперсный материал черного цвета, содержащий ~ 98% CaCO3 и до 2% аморфного углерода. Термообработка сатурационного осадка, в соответствии с разработанным ранее способом, производится при температуре 600°C в течение 30 минут. При этом происходит повышение дисперсности частиц осадка, средний диаметр составляет 5-40 мкм. При термической обработке сатурационного осадка происходит комбинирование угольных наночастиц с карбонатной основой. Истинная плотность материала составляет 2720 кг/м3. Аморфный углерод, входящий в состав ТМСО, имеет в своем составе цепочки различной длины: так, в результате рентгенофазовых исследованный были обнаружены соединения с цепочками С8, С70 и С80.Нами было выдвинуто предположение, что ТМСО может быть использован в качестве наполнителя при производстве полимербетонов в качестве замены природного кварцевого песка, а также в производстве сухих строительных смесей и лакокрасочных изделий в качестве наполнителя и пигмента. При добавлении в полимерную смесь осадка в размере до 20% прочность образцов полимербетонов не отличается от таковой у образцов, изготовленных на основе кварцевого песка. Затем она начинает снижаться, и после 28% становится ниже, чем у контрольных образцов. Следовательно, рациональным количеством добавки будет 15-20% осадка к смеси.Для приготовления экспериментальных образцов масляных красок использовали следующую промышленную рецептуру: наполнитель – 38%, мел – 18,5%, сиккатив – 3,5%, олифа – 40%.В результате исследований было установлено, что полученные образцы соответствуют требованиям, предъявляемым к промышленным масляным краскам. Образующийся после извлечения растительных масел при помощи ТМСО шлам водоочистки, предположительно, можно использовать, как порообразующую добавку при производстве керамических изделий. С учетом результатов экспериментальных исследований и разработок ведущих ученых БГТУ им. В.Г. Шухова нами предложена принципиальная технологическая схема для производства различных строительных материалов и изделий на их основе.