RTU zinātniskie raksti

Materiālzinātne un lietišķā ķīmija 8. sējums 2004.g.

 

SATURS

 

U. Sedmalis

PROFESORA J.EIDUKA IEGULDĪJUMS ZINĀTNĒ

Jūlijs Eiduks dzimis 1904.gada 16.maijā Madonas apriņķa Vietalvas pagasta “Jaunzemjos”. Ar diplomdarbu “Devona formācijas māli kā izejviela klinkera ķieģeļu ražošanai” J.Eiduks 1930.gadā beidz Latvijas Universitātes Ķīmijas fakultāti. Kopš 1934.gada J.Eiduks lasa silikātu tehnoloģijas kursu. 1935.gadā viņš aizstāv habilitācijas darbu “Latvijas māli kā izejviela klinkera izstrādājumu ražošanai”. J.Eiduka labākie dzīves gadi paiet Ķīmijas fakultātē. 1947.gadā viņš nodibināja un 33 gadus bez pārtraukuma (līdz 1980.gadam) vadīja Silikātu tehnoloģijas katedru. J.Eiduka doktora disertācija bija “Pētījumi par viegli kūstošajiem stiklveida pārklājumiem un to lietošanu”. Galvenie virzieni profesora pētījumos bija: 1. Latvijas minerālās izejvielas un to pielietošana; 2. Jauni stikli, stiklveida pārklājumi un materiāli.

 

G. Mežinskis

I. BALTIJAS VALSTU SILIKĀTU MATERIĀLU KONFERENCE UN SILIKĀTU MATERIĀLU INSTITŪTA GALVENIE ZINĀTNISKIE VIRZIENI

 

G. H. Frischat, U. Hoffmann, G. Heide

KONSOLIDĀCIJAS LAIKĀ NOTIEKOŠĀS REAKCIJAS STARP SOLA-GELA PĀRKLĀJUMU UN FLOAT STIKLA VIRSMĀM

Izmantojot sola-gela iemērkšanas- izvilkšanas metodi iegūti SiO2 un NaO2-SiO2 pārklājumi float stikla pamatnēm. Pēc šo pārklājumu žāvēšanas, apdedzināšanas līdz 500 oC un to termiskās apstrādes laikiem līdz 1020 min., izmantojot sekundāro neitrālās masas spektrometriju, noteikti dažādo šo pārklājumu komponenšu sadalījumi iegūto materiālu dziļumā. Sn, Al, un Si uzskatāmi kā nepārvietojošies, nemobili elementi, savukārt Mg pie 500oC difundē mazliet ātrāk un tā difūzijas koeficients » 10-17 cm2/, taču it sevišķi pārklājumiem uz  NaO2-SiO2 pamatnes,  parādās seglu veida plecs un visbeidzot arī maksimums starpfāžu rajonā. Šis starpfāžu maksimums ir pat intensīvāks Na komponentes gadījumā, uzrādot gluži anomālus profilus. Šī maksimuma veidošanās mehānisms skaidrots, kā pret kalna difūzijas process. Robežvirsmā, iespējams, veidojas –O-  ne tiltiņa joni, kuru elektroneitralitāti jānodrošina mobilajiem katjoniem, tādiem kā Na+ un Ca+, pat ja tie difundē pretēji tiem piederošajiem  koncentrācijas gradientiem.

 

H. Moertel, V. Svinka, R. Svinka, T. Juettner, St. Krebs

VIEGLI UGUNSIZTURĪGI MATERIĀLI TEHNISKĀS KERAMIKAS UN PORCELĀNA ĀTRAI APDEDZINĀŠANAI

Ar suspensijas liešanas metodi ir iegūti vieglie mullīta vai mullīta un korunda ugunsizturīgie materiāli, kuru porainība sasniedz 61%, bet deformācijas temperatūra ir augstāka nekā pašreiz lietotiem vieglajiem ugunsizturīgajiem materiāliem. Par izejvielām izmantots Cetlicas kaolīns un dažādu marku alumīnija oksīds. Poru struktūru veido alumīnija pulveris, un poru veidošanās notiek suspensijās, kuru pH ir 6,5-9. Pētītas reoloģiskās īpašības suspensijām ar dažādu ūdens saturu.

 

G. Sedmale, I. Šperberga, U. Sedmalis

MULLĪTA KRISTĀLISKĀS FĀZES VEIDOŠANĀS SISTĒMĀ
K2O(Na2O)-Al2O3(Fe2O3)-SiO2(TiO2)

Pētīta keramika uz daudzkomponentu sistēmas K2O(Na2O)-Al2O3(Fe2O3)-SiO2(TiO2) bāzes, kā izejvielas izmantojot illīta mālus un sintētisko Al2O3. Apdedzinot šādu keramiku temperatūrās, kas augstākas par 1050 0C, kā dominējoša kristāliska fāze veidojas mullīts Darbā pētīta izejmateriālu un apdedzināšanas temperatūras ietekme uz mullīta 3Al2O3·2SiO2 veidošanos. Atrasts, ka intensīva mullīta veidošanās sākas temperatūrās, kas augstākas par 1050 0C šķidrās fāzes klātbūtnē.


S. Čertoks, M. Smits, R. Švinka, V. Švinka

STRUKTURĀLAS PĀRVĒRTĪBAS DAŽOS KARBONĀTUS SATUROŠOS UN BEZKARBONĀTU MĀLOS

Struktūras sakārtotības pakāpe mālu minerālos un joni starppakešu telpā kā arī dažādas piedevas ievērojami ietekmē mālu termisko pārvērtību procesus. Labi sakārtota mālu minerālu struktūra un kvarca klātbūtne mālos var ievērojami paaugstināt jaunu fāžu veidošanās temperatūru. Dolomīta piedeva pazemina špineļa veidošanās temperatūru un ietekmē mullīta veidošanos zemākās temperatūrās apdedzinot mālus, kuros mālu minerāliem ir zemāka sakārtotības pakāpe.

 

R. Švinka, V. Švinka, G. Buļa

KVARCA MODIFIKĀCIJU MAIŅAS IETEKME UZ KERAMIKAS ĪPAŠĪBĀM

Pētīta dažādu citu mālu piedevu ietekme uz Kalnciema mālu keramikas īpašībām: ūdens uzsūci, lieces izturību salizturību. Par piedevām izmantoti illīta tipa Kvartāra perioda, Devona perioda un Juras perioda un Veselovas atradnes (Ukraina) kaolinīta māli. Apdedzināšanas procesa raksturošanai izmantota augsttemperatūras dilatometrija. Kvarca α – β modifikāciju maiņas siltuma efekti mērīti ar diferenciālās skanējošās kalorimetrijas metodi. Noteikta piedevu ietekme uz šo siltuma efektu lielumu.

 

G. Mežinskis, A. Hlopickis, M. Knite, D. Erts, I. Pedaja

PZT KERAMIKAS IEGUVE AR SOLA-GĒLA METODI UN LĀZERA STAROJUMA IZMANTOŠANA KRISTALIZĀCIJAS PROCESA ATTĪSTĪBAI

Ar solu-gelu metodi iegūti PZT keramikas sastāvi un iemērkšanas – izvilkšanas metodes pārklājumi uz Si un mikroskopa priekšmetstikliņiem. Kristalizācijas procesu veicināšanai, izmantota CO2 lāzera starojuma apstrāde. Noteikts sintezēto solu gelēšanas laiks,  iegūto pārklājumu biezums. Izmantojot optisko un atomu spēka mikroskopiju, novērtēta pārklājumu homogenitāte un morfoloģija. Struktūras un termisko pārvērtību raksturošanai izmantoti rentgena staru difrakcijas un diferenciāli termiskās analīzes dati. Pētījumu rezultātā iegūti līdz 10 mm biezi, bezdefektu PZT pārklājumi uz Si plāksnītēm. Konstatēts, ka pārklājumu virsmas morfoloģiju būtiski ietekmē pārklājuma ieguvei izmantotā sola novecošanas laiks. Lāzera starojums ietekmē PZT pārklājuma kserogēla kristalizācijas procesus. Lāzera starojuma apstrāde nodrošita paātrinātu perovskīta fāzes kristalizāciju un veicina pilnīgāku pārklājuma materiālā atrodošās Pb satura izmantošanu PZT keramiskā materiāla ieguvei. Lai iegūtu informāciju par kristalizācijas centru veidošanos lāzera starojuma ietekmē, nepieciešami pētījumi par PZT kristālu veidošanās procesiem.

 

G. Mežinskis, I. Pavlovska, J. Jastržembskis, D. Lazdiņa

HIDROKSILAPATĪTA KERAMIKAS IEGŪŠANA UN PORU STRUKTŪRAS MODIFIKĀCIJA, IZMANTOJOT HIDROLIZĒTU ALKOKSĪDU ŠĶĪDUMU

Veikti sākotnējie pētījumi par HAp keramikas poru struktūras iespējamo veidošanas metodi, izmantojot ar šķīduma metodi iegūtā HAp pulvera mehānisko aktivāciju un daļēji hidrolizētu alkoksīdu šķīdumu izmantošanu, veidojot kompozītu HAp sola-gela keramiku. Hidroksilapatīta sintēzei izmantoja CaO, kuru ieguva apdedzinot Ca(OH)2  pie 400 oC. Turpmāk  to sasmalcināja, iejauca destilētā ūdenī un titrēja ar 0.3M H3PO4. Iegūto pulveri žāvēja, un maļot 1-36 stundas korunda planetārajās bumbu dzirnavās, ieguva dažāda izmēra un daļiņu izmēru sadalījuma HAp pulverus, kurus izmantoja kompozītas HAp – sol-gela TiO2-SiO2 keramikas ieguvei. Optiskās un SEM mikroskopijas, rentgendifrakcijas, infra sarkanās absorbcijas spektroskopijas pētījumu rezultāti, kā arī iegūto keramisko materiālu porainības un stiprības rādītāji liecina par iespēju regulēt kompozītās keramikas materiālu saķepšanas pakāpi un poru struktūru atkarībā no izmantotā HAp daļiņu izmēriem un termiskās apstrādes režīma. Mehāniskās stiprības rādītāju paaugstināšanai nepieciešami pētījumi par sola-gela matricā ievadāmo HAp daļiņu izmēru un to sadalījuma (arī nanolīmeņa)  ietekmi uz veidojamā kompozīta struktūras un tekstūras attīstības procesiem.

 

L-M. Raado, T. Hain

PORTLANDCEMENTA SASTĀVA IETEKME UZ SULFĀTU IZTURĪBU

Cementu, kas satur vienu vai vairākas galvenās sastāvdaļas, izturību var raksturot, ņemot vērā to izmaiņas saldēšanas-kušanas jūtīgumā un citās īpašībās. Sulfātu un salturība, jūtīgums pret iemērkšanu-žāvēšanu, javu un betonu mehāniskās īpašības ir atkarīgas no cementa veida. Iegūtie rezultāti parādīja dedzināta slānekļa pieaugošo ietekmi uz cementa sulfātu izturību. Lietojot kompozītcementus, kas iegūti no diviem galvenajiem komponentiem: izdedžiem un dedzināta slānekļa, var nedaudz uzlabot maza izdedžu daudzuma ietekmi uz salturību un mehānisko stiprību. Kompozītcementu relatīvā izplešanās nātrija sulfāta šķīdumā ir zemāka nekā tā ir sārņu Portlandcementam.


G. Vaickelionis, R. Vaickelionienė

KOKSNES EKSTRAKTU KAITĪGĀS IETEKMES SAMAZINĀŠANA UZ OPOKAS PIEDEVAS SATUROŠA CEMENTA HIDRATĀCIJU

Dotais pētījums raksturo zāģskaidu ūdens izvilkuma inhibējošo ietekmi portlandcementa saistīšanās procesā. Tika noteikts, ka puzolāna minerālu piedevas (piemēram, opoka) šo izvilkumu nevēlamo ietekmi samazina. Tika pētīti dažādu Lietuvas koku sugu (egle, alksnis, apse, skābardis un bērzs) svaigi pagatavoti žāģskaidu ekstrakti. Sārmainā vide izšķīst daudz vairāk koksnes ekstrakta, nekā ūdenī. Ekstrakta piedevas ietekme uz saistvielas (tīra cementa un cementa ar opokas piedevu) īpašībām, tika raksturota, nosakot saistvielas saistīšanās laiku, izmaiņas ķīmiski saistītajā ūdenī, kā arī nosakot sacietējušu paraugu stiprību un veicot XRD analīzes. Minerālu piedevas efektivitāte ir atkarīga no to pucolāniskās aktivitātes. Tika noteikta opokas īpatnējās virsmas (maluma smalkuma) ietekme uz tā absorbcijas spēju, pucolānisko aktivitāti un CaO saistīšanās sorbcijas spēju, tekme uz уццолановой активности. Также была определена  воде, а также определяя ми. ātrumu.

 

R. Lūsis,  I. Vītiņa, S. Igaune, I. Sidraba 

AKMENSMATERIĀLU KOROZIJA UN RESTAURĀCIJA

Rīgas Tehniskās universitātes akmensmateriālu korozijas un restaurācijas centrā veikti pētījumi par akmensmateriālu sairšanas procesiem kultūrvēsturiskajos objektos piesārņotās vides ietekmē, kā ar  ūdenī šķīstošo sāļu postošās darbības novēršanas iespējām. Izstrādātas un pilnveidotas akmensmateriālu atsāļošanas, konservācijas un restaurācijas metodes, izmantojot kaļķa tehnoloģiju, māla un ūdens vates kompreses un sanējošo apmetumus.

 

R. Kozlowski, G. Adamski, D. Mucha

ROMĀNCEMENTS – 19.G.S. UN 20.G.S. SĀKUMA BŪVNIECĪBAS KULTŪRVĒSTURISKĀ MANTOJUMA SEKMĪGAS RESTAURĀCIJAS PAMATMATERIĀLS

Hidrauliskās saistvielas, kas zināmas kā Romāncements, bija pamatmateriāls māju  fasāžu pārklāšanai19.gadsimtā un 20.gadsimta sākumā. ROCEM projekta, kas tika finansēts no EK 5.Ietvara programmas, mērķis bija atgriezties pie vēsturiskā materiāla un tā tehnoloģiju izmantošanas. Projekta ietvaros tika pētīts liels skaits vēsturisku objektu un celtņu, kas  ir apmestas vai dekorētas ar Romāncementa javu, darbā ietverot arī paraugu laboratorijas pētījumus. Projekts ļāva iegūt informāciju par vēsturisko cementu un javu sastāvu un īpašībām.

 

N. Kybartiene, A. Baltusnikas, V. Leskeviciene, D. Nizeviciene, Z. Valancius

FOSFOĢIPŠA PUSHIDRĀTU ĪPAŠĪBU PĒTĪJUMS AR RENTGENDIFRAKCIJAS ANALĪZES METODI

Dotās izpētes ietvaros tika veikti pētījumi, lai noteiktu fosfoģipša pushidrāta īpašību raksturošanas iespējas ar rentgendifrakcijas analīzes metodi. Fosfoģipsis ir fosforskābes ražošanas atkritumu produkts. Fosforskābes ražošanai paju sabiedrība “Lifosa” (Lietuva) lieto no Kovdoras un Kirovas Kolas pussalā eksportētus dažāda sastāva apatītus, kā rezultātā attiecīgi arī fosfoģipša pushidrāti veidojas ar dažādām īpašībām un sastāvu. Lietojot XRD analīzi noteikts, ka Kovdoras un Kirovas fosfoģipši atšķiras ar kristālu struktūru, kristalītu izmēru, difrakcijas pīķu intensitāti un platumu, kā arī hidratācijas pakāpi.

 

G. Šahmenko, A. Plūdons, G. Mežinskis 

AR POLIMĒRA DISPERSIJU MODIFICĒTA BETONA IEGUVE UN IPAŠĪBAS

Dotajā darbā tika pētīta iespēja izmantot polimēra emulsijas kā piedevu masīvam betonam, ievadot tās nelielā daudzumā – no 1 līdz 10% no cementa masas. Pētījumiem izmantoti lateksi Acronal V271, Acronal 290D un SBR .

Noskaidrots, ka lateksa piedevas stabilizē betona maisījumu, novērš ūdens atdalīšanos un segregāciju. Piedevas ACRONAL V271 un ACRONAL 290D sabiezina maisījumus, kas nosaka nepieciešamību ievadīt papildus ūdens daudzumus, bet piedevai SBR ir plastificējošais efekts. Paraugiem ar piedevu Acronal V271 bija lielāka ūdens uzsūce un ūdens penetrācija zem spiediena, bet piedevas ACRONAL 290D un SBR samazina ūdens penetrāciju un minimizē sākotnējo ūdens uzsūci (pirmās 1/2 … 2 stundās). Polimēra piedevām ir gaisa iesaistošais efekts, kas var būt par iemeslu zemākai spiedes stiprībai, salīdzinot ar etalonparaugiem. Ievadot betonos virs 5% , lateksi ACRONAL 290D un SBR uzlabo betona izturību liecē un paaugstina betonu salturību.

 


J. Sētiņa, V. Akišins, L. Pētersone, Ģ. Vēveris.

UZGLABĀŠANA APSTĀKĻUS IETEKME UZ Na-Si STIKLA LODĪŠU VIRSMU UN STIKLA ŠĶIEDRU

Pētītas stikla lodītes pirms izsārmošanas, kuras tiek izmantotas divstadijas tehnoloģijā stikla šķiedras ražošanai. Parādīta stikla lodīšu virsmas kvalitātes ietekme uz stikla šķiedras struktūru un īpašībām. Ilglaicīgi uzglabājot stikla lodītes, notiek stikla lodīšu virsmas un kondensētā mitruma jonu savstarpēja mijiedarbība. Pēc apstrādes ūdenī 240…2400 stundas 200C temperatūrā un 1…24 stundas 1000C temperatūrā pētīta stikla lodīšu morfoloģija un sastāva profiles, izmantojot SEM, rentgena mikroanalīzi un IS spektroskopiju. Uz stikla lodīšu virsmas veidojas atšķirīgi korozijas produkti. Pētījuma rezultātā noteikta optimālā nātrija un alumīnija oksīdu attiecība un stikla lodīšu uzglabāšanas laiks. 

 

D. Katsinis , E. Kapralou, A. Vgenopoulos

SENĀS „PŪĶU MĀJAS” (OHI KALNS, EVIJA SALA, GRIEĶIJA) CELTNIECĪBAS MATERIĀLA – ZAĻĀ SLĀNEKĻA KOROZIJAS IZPĒTE

Tika izdarīta detalizēta paraugu noņemšana no visas „Pūķu mājas” virsmas. Pētījumos netika izmantota neviena graujoša paraugu ņemšanas metode, lai neizraisītu jebkādu pieminekļa bojāšanu. Paraugu izpēte ietvēra XRD metodi, kā arī pētījumus ar petrogrāfisko mikroskopu. Tika uzņemts liels daudzums fotogrāfiju. Šī kartēšana kopā ar mineraloģiskās analīzes rezultātiem, ļāva izdarīt secinājumus par korozijas rašanos un tās dabu, lai atrastu pareizākos aizsardzības pasākumus. Sasummējot iegūtos rezultātus, var secināt, ka akmensmateriāls, kas tika lietots pieminekļa celtniecībā bija zaļš slāneklis ar amfiboliem un hlorītiem. Korozijai ir bijis bioloģisks un ķīmisks raksturs.

 

I. Grosvalds

JŪLIJS EIDUKS DZĪVĒ UN DARBĀ

Profesora Jūlija Eiduka laikā Rīgas Politehniskā institūta Silikātu tehnoloģijas katedra un stikla un keramikas pētījumu laboratorija kļuva par Latvijas silikātu pētniecības centru. Viņš bija tīras sirdsapziņas cilvēks. Ar savu darbu, zināšanām un cilvēciskām īpašībām viņš iemantoja savu skolnieku un laika biedru nedalītu cieņu.