ბაზალტის ბოჭკოების ზედაპირის მოდიფიკაციის კვლევების მიმოხილვა
როგორც მაღალი ხარისხის არაორგანული ბოჭკოვანი მასალა, ბაზალტის ბოჭკოს შესანიშნავი მექანიკური თვისებები აქვს, ქიმიური წინააღმდეგობამ და მაღალტემპერატურულმა სტაბილურობამ განაპირობა სხვადასხვა გამოყენება სამოქალაქო ინჟინერიაში, კომპოზიტურ მასალებსა და გარემოს დაცვაში. თუმცა, ბაზალტის ბოჭკოებს აქვთ გლუვი ზედაპირი და არ აქვთ აქტიური ფუნქციური ჯგუფები, რაც იწვევს მატრიცულ მასალებთან ზედაპირული შეკავშირების ცუდ თვისებებს. ამიტომ, ბაზალტის ბოჭკოების ზედაპირის მოდიფიკაციას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მათი ზედაპირული შეკავშირების თვისებები და გააძლიეროს მათი გამოყენება კომპოზიტებსა და გარემოს დაცვის სფეროებში. ქვემოთ მოცემულია მოდიფიკაციის რამდენიმე ძირითადი მეთოდის კვლევის პროგრესი.
- სილანის შემაერთებელი აგენტის ზედაპირის მოდიფიკაცია
სილანის შემაერთებელი აგენტი არის ფართოდ გამოყენებული ზედაპირის დამუშავების აგენტი, რომელიც ქიმიური შეკავშირების გზით აუმჯობესებს ბოჭკოებსა და მატრიცულ მასალებს შორის ზედაპირული შეკავშირების თვისებებს.
KH-550 მოდიფიკაცია
კვლევა აჩვენებს, რომ ბაზალტის ბოჭკოების სილანის შემაერთებელი აგენტის KH-550 ხსნარით დამუშავება ბოჭკოს ზედაპირზე სტაბილურ ქიმიურ ბმებს წარმოქმნის და აუმჯობესებს ბოჭკოსა და ასფალტს შორის ზედაპირულ შეკავშირებას. KH-550-ის გონივრული კონცენტრაციაა 1.0%, ხოლო დამუშავების დრო - 30 წუთი. მოდიფიკაციის შემდეგ, ბაზალტის ბოჭკოსა და ასფალტს შორის ადჰეზია 1 გრადუსით გაუმჯობესდა. ზეთის შთანთქმის სიჩქარე 65.5%-ით გაიზარდა, რამაც მნიშვნელოვნად გააძლიერა ასფალტთან ადჰეზია.
KH-570 მოდიფიკაცია
KH-570 ბაზალტის ბოჭკოებს ახდენს ზედაპირის გაუხეშებისა და ბოჭკოს ზედაპირზე აქტიური წერტილების გაზრდის მიზნით მოდიფიცირებული ბოჭკოს სიგრძისა და დამატების რაოდენობის ზრდასთან ერთად, კომპოზიტური მასალის მექანიკური თვისებები მნიშვნელოვნად უმჯობესდება.
- ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების მოდიფიკაცია
CTAC-ის მოდიფიკაცია
ბაზალტის ბოჭკოების ფიზიკური საფარი კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებით ცეტილტრიმეთილამონიუმის ქლორიდით (CTAC) აუმჯობესებს ბოჭკოების ჰიდროფილურობას და დისპერსიულობას წყალში. მოდიფიკაციის ეს მეთოდი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს მიკრობული ფირის ადჰეზიაზე: მნიშვნელოვნად იზრდება მიკრობული ადჰეზიის სიმტკიცე. მიკრობული მიმაგრების რაოდენობის გაზრდა აადვილებს გამოყენებას ჩამდინარე წყლების გამწმენდ ნაგებობებში.
- ორგანული რკინის თხევადი ფაზის დეპონირების მოდიფიკაცია
ბაზალტის ბოჭკოების ორგანული რკინის თხევადი ფაზის დეპონირებით მოდიფიკაციამ შეიძლება გააუმჯობესოს ბოჭკოს ზედაპირის ბიოადჰეზიური უნარი და კიდევ უფრო გააძლიეროს მისი გამოყენება ჩამდინარე წყლების გამწმენდ სფეროში. მოდიფიკაციის ამ მეთოდს შეუძლია ბოჭკოს ზედაპირზე სტაბილური რკინის ოქსიდის საფარის წარმოქმნა, რაც აუმჯობესებს მის ადსორბციას და დამაბინძურებლების დაშლას.
- საფარის მოდიფიკაცია ნანო-სილიციუმით
ნანოსილიციუმის ნაწილაკები თანაბრად არის გაფანტული ინფილტრანტში ან დისპერსიაში და შეიძლება იყოს ბაზალტის ბოჭკოვანი საფარის მოდიფიკაცია: ბაზალტის ბოჭკოსა და ეპოქსიდური ფისს შორის ნანოსილიციუმის ნაწილაკები ხიდის როლს ასრულებენ, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ორ ფენას შორის თავსებადობას. მოდიფიკაციის შემდეგ, ბაზალტის ბოჭკოს ზედაპირის უხეშობა იზრდება, სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი იზრდება და ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფები იზრდება. კვლევამ აჩვენა, რომ ნანოსილიციუმის მოდიფიცირებული ბაზალტის ბოჭკოს მატარებლის გამოყენებით: დამონტაჟებული ბოჭკოს ერთ გრამზე მიკრობული აპკის ფაქტობრივი რაოდენობა 21.39%-ით გაიზარდა. დამაბინძურებლების მოცილების ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა.
დასკვნა და პერსპექტივა
ბაზალტის ბოჭკოების ზედაპირული აქტივობა, ფაზათაშორისი შემაკავშირებელი თვისებები და ფუნქციონალურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა ზედაპირის მოდიფიკაციის სხვადასხვა მეთოდით. მათ შორის:
- სილანის შემაერთებელი აგენტის მოდიფიკაცია უფრო შესაფერისია ბაზალტის ბოჭკოების მატრიცულ მასალებთან (მაგ., ცემენტი, ასფალტი, ეპოქსიდური ფისი და ა.შ.) ადჰეზიის გასაუმჯობესებლად.
- ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მოდიფიკაცია და ორგანული რკინის დეპონირების მოდიფიკაცია უფრო შესაფერისია გარემოს დაცვის სფეროსთვის, განსაკუთრებით მიკრობული მატარებლების გამოყენებისთვის ჩამდინარე წყლების გამწმენდ სისტემაში.
- ნანო-სილიციუმის საფარის მოდიფიკაციას, მექანიკური და ფუნქციური თვისებების გაუმჯობესების უპირატესობებით, ფართო პერსპექტივები აქვს ამ სფეროში. კომპოზიტური მასალები და გარემოს დაცვა.
სამომავლო კვლევებს შეუძლიათ კიდევ უფრო ოპტიმიზაცია გაუკეთონ მოდიფიკაციის პროცესის პარამეტრებს და შეისწავლონ სხვადასხვა მოდიფიკაციის მეთოდების სინერგიული ეფექტი სხვადასხვა აპლიკაციების საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად.
