Механизм пуццоланической активности добавки высокодисперсного волластонита, стабилизированного эфиром поликарбоксилата

Abstract

Предложен способ повышения активности природного β-волластонита, реализуемый методом ультразвукового диспергирования исходного сырья в водном растворе стабилизатора эфира поликарбоксилата, при частоте 35 кГц в течение 5 минут. Установлена степень пуццоланической активности разработанного высокодисперсного модификатора мелкозернистого бетона, составляющая 87,3 мг/г, что более чем в 25 раз выше, чем у его исходных компонентов. Представлен механизм процесса активации природного β-волластонита, заключающийся в выщелачивании поверхности кристалла путем замещения ионов кальция в его кристаллической решетке, приводящем к гидролизу нестабильного силикатного каркаса с разрывом связей Si-O-Ca и последующему протонированию силикатных групп до кремниевых кислот, присутствие которых подтверждено наиболее характерным аналитическим признаком, основанным на образовании комплексной кремне-молибденовой гетерополикислоты и ее восстановлении хлористым оловом до молибденовой сини. Вместе с тем улучшение реакционной способности β-волластонита посредством увеличения удельной поверхности, а также снятие пассивации с поверхности его кристаллов детерминируются воздействием ультразвука, который в то же время способствует усилению гидролиза эфира поликарбоксилата в реакциях замещения и протонирования карбоксилатных групп, обусловленных активным формированием дипротонной малеиновой кислоты, зафиксированной на дифференциальной кривой потенциометрического титрования с интенсивным пиком в точке pH = 9,55, и ее сополимера в форме одноосновной акриловой кислоты, выявленной путем исключения метакрилата согласно реакции Мано.