Дзета-потенциал бетона в присутствии растворов

С.В. МЯГКОВ, И.В. ГЛАЗКОВА, А.А. ПЕТРОВ,
К.И. ПОПОВ
Московский государственный университет пищевых производств
ДЗЕТА-ПОТЕНЦИАЛ БЕТОНА В ПРИСУТСТВИИ РАСТВОРОВ ХЕЛАТИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ
Впервые измерен дзета-потенциал бетона в присутствии растворов хелантов. Установлено, что он изменяет свой
знак под воздействием хелатирующего агента.
Загрязнение бетона радионуклидами – широко распространенная проблема ядерной энергетики [1]. Как
метод решения проблемы предлагается электрокинетическая (ЭК) дезактивация [2]. Этот подход связан с
использованием выщелачивающих растворов на загрязненных бетонах в комбинации с приложенным электрическим полем.
Мало известно относительно особенностей ζ-потенциала в системах бетон – жидкость. Сообщалось, что
при pH около 12 ζ является положительным [3]. По нашим сведениям отсутствуют опубликованные данные
о влиянии растворов хелатирующих соединений на дзета-потенциал бетона.
В данной работе исследовалось влияние трех широко распространенных хелатирующих веществ – лимонной кислоты (H3cit), этилендиамминтетраацетиловой кислоты (ЭДТА, H4edta) и нитрилотриметилфосфоновой кислоты (НТФ, H6ntph) на ζ-потенциал бетона. Все хелатирующие вещества и NaOH имели степень
чистоты ХЧ. Образцы бетона, которые использовались для измерений дзета-потенциала, были подготовлены
смешиванием 1 г высушенного на воздухе порошка с 10 мл дистиллированной воды, 10 мл 0.01 М раствора
NaOH, 10 мл 0.0 1 М водного раствора реагента, способного к комплексообразованию. Все микроэлектрофоретические измерения образцов бетона были проведены на приборе Zetasizer-2 (Malvern Instrument, UK)
при 22C с градиентом 5–10 В/см. рH всех изучаемых образцов был проверен на рH-метре Metrohm 744,
оборудованном комбинированным электродом, откалиброванным в стандартных буферных растворах. Для
вычисления величины ζ в пределах ± 2мВ использовалось усреднённое значение трех измерений для каждого образца. Погрешность измерений дзета-потенциала образцов составляла менее 2%. Результаты представлены в табл. 1 и 2. Установлено, что хелатирующие вещества изменяют ζ потенциал с положительного на
отрицательный.
Это изменение необходимо принимать во внимание при разработке электрокинетических технологий
дезактивации бетона.
Таблица 1
Зависимости измеренного ζ-потенциала тонких частиц бетона в дистиллированной воде и в 0,01М растворе NaOH при
22C от времени
Дист.
вода
Метод
1
Мин.
ζ .мВ
1
3
+13 + 10
6
8
24
44
+8
+7
+1
+2
Мин.
1
2
4
7
33
53
ζ .мВ
+21
+18
+21
+20
+18
+15
NaOH Метод
1
Мин.
3
6
9
12
21
27
-11
-14
-14
-15
-13
-15
Метод
2
Мин.
1
3
5
7
60
80
+3
0
-1
+2
-10
-13
Метод
2
ζ .мВ
ζ .мВ
Таблица 2
Средний ζ-потенциал частиц бетона в 0,01М водных
растворах хелатирующих реагентов при 22C
Жидкая фаза
Методика
Напряжение, В
ζ, мВ
Дистиллированная
1
56
+5(5)
вода
2
56
+ 17(5)
0.01М NaOH, pH 12.5
1
37
- 14 (3)
2
37
-6(5)
1
47
-3(1)
2
47
-3(1)
1
49
-22(1)
0.01М ЭДТА, pH 12.0
0.01М Лимонная к-та,
pH 12.0
2
49
-13(1)
Список литературы
1. Matsumoto, K. Toyoda A., Eda K., Izumi Y., Shibata T. // J. Radioanal. Nucl. Cherr. 2003. V.255. Р.465.
2. Castellote M., Andrade C., Alonso C. // Environ. Sci. Technol. 2002. V.36. Р.2256.
3. DePaoli D.W., Harris M.T., Morgan L.L., Ally M.R. // Sep. Sci. Technol. 1997. V.32. Р.387.