Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

ВесьБетон

  Все выпуски  

Все о пенобетоне – 36-й выпуск.


Информационный Канал Subscribe.Ru

Пенобетон. Оборудование для производства пенобетона.

Рассылка "Пенобетон. Всё о пенобетоне и бетоне." – 37-й выпуск.

(Все права защищены, публикация данной информации в любом виде, без разрешения владельцев запрещена. С предложениями обращаться ibeton@mail.ru)
Сайт рассылки - Пенобетон. Оборудование для производства пенобетона, обучение на производстве, технология.

Подписка на журнал "Популярное бетоноведение" на 2006 год

В течение 2005 года мы стремились к тому, чтобы Вы, читая журнал “Популярное Бетоноведение”, могли получать максимум полезной и интересной информации, ведь информация – это самое большое сокровище современного мира.

На сегодняшний день мы – одно из немногих изданий, которое столь полно рассказывает о материалах и оборудовании для строительства, о новинках рынка, научно-исследовательских и конструкторских разработках, о бетонных технологиях.

Объем журнала, и объем полезной информации растут из номера в номер. Наша основная задача – это формирование информационных и деловых связей между производителями, поставщиками и потребителями строительного оборудования, материалов, сырья и услуг.

С сентября 2005 года наш журнал выходит в полноцветном исполнении на качественной глянцевой бумаге, на двух языках – русском и английском.

С нами сотрудничают специалисты ведущих предприятий и ВУЗов Санкт-Петербурга и России.

Мы рады сообщить вам, что стоимость подписки на 2006 год составляет всего 800 рублей (без учета стоимости доставки 250руб за год).

ОСТАВАЙТЕСЬ С НАМИ И В СЛЕДУЮЩЕМ ГОДУ!

подписаться

Внешние механические воздействия в технологии бетонов.

Часть 5.

==========================================================================

 

10.3.1.5 Альтернативные схемы производства высокопрочных и быстротвердеющих цементов.

Многочисленными исследованиями было установлено, что небольшие добавки модифицирующих и легирующих веществ вводимых на стадии приготовления шихты, перед спеканием клинкера, способны существенно улучшить характеристики цемента. Так на цементных заводах Воскресенской группы был использован фосфогипс в качестве легирующей добавки к клинкеру – в результате на этих заводах был налажен производственный выпуск клинкера, позволяющего стабильно выпускать цемент марок М-550 и М-600.

Начиная с 1930 г. в СССР велись обширнейшие работы по применению галогенидов в качестве минерализаторов при обжиге клинкера для производства высокомарочных цементов. И если советские ученые ограничились только опытно-промышленными партиями высокомарочных цементов, произведенных по этому способу, - США “купились” на эту технологию, и даже организовали в свое время (1968 г.) выпуск т.н. “цемента с регулируемыми сроками схватывания” (RSC), выпуск которого вскоре был прекращен.

Введение в состав сырьевой смеси помимо галогенидов дополнительных корректирующих добавок позволило получить в Японии сверхбыстротвердеющие цементы (СБТЦ – коммерческое название “Джэт-цемент”) с прочностью 20 – 22 МПа через 6 часов нормального твердения. В последствии японское “ноу-хау” было успешно реализовано в США, Германии, Австрии и Швейцарии, где освоен промышленный выпуск таких цементов.

В плане освоения производства СБТЦ Советский Союз, как всегда, пошел своим путем. А действительно, почему бы создание высокопрочных гидратационных структур образующихся в цементном камне при использовании специальных (и жутко дорогих и не технологичных – смотри выше) цементов – БТЦ и ВПЦ, не перепоручить иному химическому механизму, - скажем модифицировать не химический состав гидратных новообразований, а напрямую управлять процессами их кристаллизации.

Школьные опыты кружка “Юный химик” по выращиванию кристаллов из пресыщенных растворов при помощи затравки-кристаллизатора решено было применить на практике – для моделирования процессов кристаллизации гидратных новообразований цементного камня посредством специальных добавок – кристаллических затравок – крентов.

Считается общепризнанной точка зрения, высказанная Е.Е.Сегаловой и П.А.Ребиндером (это фигуры из почетного иконостаса мирового бетоноведения, кто не знает) и состоящая в том, что для создания наиболее прочного кристаллического сростка необходима оптимальная величина пересыщения раствора, при котором сросток не только образуется, но и обрастает все новыми и новыми кристаллами. Одним из наиболее эффективным способом пресыщения концентрации раствора для увеличения числа образующихся кристаллов и их сростков в цементном камне - введение специальных кристаллизационных компонентов (крентов), играющих роль исходных реагентов и, одновременно, затравок для синтеза гидратных новообразований. (Затравки только из одних готовых гидратов, т. е. собственно кристаллизационные, оказались неэффективными).

Гелевидная матрица твердеющего цементного камня испытывает серьезные растягивающие напряжения, обусловленными контракционными явлениями в цементном камне. Поэтому предварительное сжатие этой матрицы было бы весьма полезно в плане повышения прочности цементного камня. И действительно, как оказалось, введение в обычный портландцемент молотого сульфоалюминатного клинкера в качестве исходного реагента для синтеза расширяющейся фазы повысило прочность такой композиции с 5.0 до 10.0 и с 50.0 до 60.0 МПа соответственно через 10 часов и 28 суток твердения. (Налицо сильный ускоряющий эффект на начальной фазе твердения).

Более эффективно введение в цемент кристаллизационного компонента, являющегося затравкой и реагентом для синтеза “геля”, и расширяющейся фазы, погруженной в этот “гель”. Предварительное напряжение этого “геля” возможно потому, что он представляет собой не глобулярный гель, а конгломерат субмикрокристаллов. При этом “гель” более однороден, а расширяющаяся фаза лучше закристаллизована и защищена диффузионным барьером “геля” от изменений концентрации, характерных для жидкой фазы цементного камня в начальный период гидратации, а также от отсоса влаги впоследствии.

Один из предложенных в НИИцементе крентов, вводимый в цемент в количестве до 10%, содержит аморфную окись или гидроокись кремния (реагент и затравка для “геля”), гидроокись и сложные сульфаты алюминия (реагент и затравка для эттрингита). К нему близок по составу “сульфоалюмосиликатный продукт” - так называлиспользованный в работах Южгипроцемента. Эти кренты получают при различных способах обжига и кислотной обработки глин. Их добавление к цементу марки 600 повышает прочность с 5,0 до 14,0—18,5 МПа через 10 ч твердения и с 60,0 до 70,0—55,0 МПа — через 28 сут. Строительно-технические свойства' цемента с крента-.мн практически аналогичны ВПЦ, но сроки схватывания I короче — начало через 20—45 мин. Для применения СБТЦ и цементов с крентами, обеспечивающих “беспропарочную” технологию сборного железобетона, требуется учитывать быстрое наступление начала их схватывания.

10.3.2 Высокопрочные быстротвердеющие бетоны на предварительно глубокогидратированном цементе.

Глубокий многолетний анализ процессов, протекающих при взаимодействии цемента с водой, привел к выводу, что твердение вяжущих веществ внутренне противоречивое явление, при котором происходят не только структурообразующие, но и деструктивные процессы. Такие процессы приводят к возникновению растягивающих напряжении в цементном камне, которые при некоторых неблагоприятных обстоятельствах способны интенсивно развиваться, что сильно понижают прочность бетона.

По этой причине повышение тонкости помола цемента и гидротермальная обработка изделий приводят к ускорению твердения бетона и к повышению его прочности лишь при определенных условиях и до определенного предела.

Одним из главных и неизбежных источников возникновения растягивающих напряжений, проявляющихся даже при изотермических условиях твердения бетона, является т.н. диспергационное давление, развиваемое продуктами гидратации, выделяющимися внутри капилляров цементного камня.

Как известно, частицы продуктов гкдратации в 100 и даже 1000 раз меньше исходных цементных зерен. Благодаря этому при полной гидратации одного зерна цемента образуется несколько миллиардов новых мельчайших частиц. Эти частицы занимают гораздо больший объем, чем объем исходного зерна цемента, поскольку между ними неизбежно появляются промежутки, которых не было в исходной плотной цементной частице Объем этих промежутков зависит от плотности укладки новообразовании, которая, в свою очередь, зависит от скорости их возникновения, уменьшаясь с ее возрастанием.

 

ЛИТЕРАТУРА И СТАТЬИ ON-LINE - БЕСПЛАТНО

    Рады сообщить, что мы начали публикацию избранных статей из журнала популярное бетоноведение в свободном доступе по адресу http://www.allbeton.ru/viewforum.php?f=5

Также начато размещение строительных книг для свободного скачивания по адресу http://www.allbeton.ru/viewforum.php?f=9

Строительная база знаний - если у вас есть нерешенный вопрос, с большой долей вероятности можно найти ответ по адресу http://www.allbeton.ru/search.php и даже если ответ не найден, то можно сразу задать вопрос и в течении дня получить ответ.

 

Расчеты и экспериментальные данные показывают, что по указанным причинам видимый (габаритный) объем новообразований значительно больше, чем сумма объемов вступивших в реакцию цемента и воды. Поэтому гидратирующаяся цементная частица, на поверхности которой выделяются новообразования, постепенно, “набухает”, в результате чего через некоторое время весь объем капилляров оказывается заполненным твердыми продуктами гидратации данной плотности упаковки. Дальнейшая гидратация приводит к тому, что вблизи поверхности цементной частицы новая порция новообразований не может уже разместиться с той же плотностью упаковки, что и предыдущая. В этом месте возникает напряжение – диспергационное давление, часть которого уплотняет структуру и повышает прочность цементного камня, но часть создает растягивающее усилие внутри цементного камня. Доля диспергационного давления, превращающаяся в растягивающее усилие, возрастает и может существенно понизить прочность цементного камня и бетона.

Если же процесс гидратации цемента осуществить частично в условиях еще не сложившейся структуры, то понизятся растягивающие напряжения, а значит - повысится прочность бетона. Такой процесс можно осуществить путем домола цемента в водной среде при помощи вибрационных или шаровых мельниц. В этом случае помимо собственно домола цемента происходит и активизация его гидратации под воздействием значительных механических возмущений от мелющих тел.

Многочисленными опытами было установлено, что наибольший эффект от предварительной глубокой гидратации цемента достигается при накоплении 15 - 20% новообразований и домоле исходного цемента до удельной поверхности 5500—6000 см2/г. В такой способ давно и успешно изготавливали бетоны, которые на несколько марок превосходили марочность используемого цемента.

10.4 Механоактивация вяжущих и заполнителей

10.4.1 Изменение физико-химических свойств в ходе механоактивации при тонком измельчении минеральных веществ.

Разрушение твердых упругих хрупких тел, к которым относится большинство минеральных веществ применяемых в строительной индустрии, отличается рядом особенностей. И, в частности, тем, ЧТО происходит под влиянием повторяющихся воздействий силами, далеко не достигающими предела упругости.

Этот вид разрушения, известный под названием наклеп или усталость металла, хорошо изучен и проявляется, например, в выкрашивании или отслаивании чешуек металлов в подшипниках качения. Причины такого разрушения - в накоплении энергии слабых механических сил в некоторых зонах остаточного напряжения. Благодаря этому многократно повторяющиеся циклы “нагружение-разгружение” способны вызвать разрушение материала, хотя прилагаемые усилия могут многократно не достигать предела прочности разрушающегося материала.

Упруго-хрупкие тела способны “запоминать” и “накапливать” механические воздействия. Они аккумулируют энергию механических сил в некоторых зонах остаточного напряжения и самопроизвольно разрушаются после накопления в упомянутых зонах определенного количества энергии.

При разрушении накопленный энергетический потенциал разряжается, излучая тепло, свет, электричество. Кроме того часть накопленной энергии трансформируется в энергию свежеобразованной поверхности, .а часть остается в приповерхностных слоях и диссипирует впоследствии.

Накопленная измельченным веществом энергия, не выраженная в увеличении температуры, проявляется в повышении химической активности, снижении температуры плавления, спекания, термической диссоциации и в других физико-химических явлениях. Измельченное вещество характеризуется как активированное, а измельчение веществ рассматривается как их активация. Изменение энтальпии измельченного вещества складывается из изменения поверхностной энергии и внутренней энергии зон остаточных напряжений.

Рассмотрим оба слагаемых порознь, начав с внутренней энергии, поскольку формирование зон остаточного напряжения предшествует разрушению.

10.4.1.1 Изменение внутренней энергии активированного минерального вещества.

Физическая сущность изменений вещества в зонах остаточного напряжения не имеет четкого и однозначного определения. По мнению одних исследователей энергия деформированного объема накапливается в виде сил упругости

Другие считают, что в зонах остаточных напряжений происходит “нарушение в строении вещества, подобное нарушениям, вызываемым тепловыми колебаниями”, - было даже предложено определение накопившейся в такой способ энергии как “Энергии застывших тепловых колебаний.

Третьи отождествляют активацию кристаллических веществ, в частности кварца, как их аморфизацию.

Многие специалисты в области химии твердого тела объясняют активацию веществ при измельчении деформациями кристаллической решетки и дислокациями в твердом теле.

Более широкая формулировка, объясняющая физическую сущность активации, включает представления об изменении межионных расстояний в кристаллических телах или межатомных расстояний в твердом теле любого строения, не превышающих, однако, тех изменений, которые могут иметь, место при нагревании вещества ниже точки плавления. Эти изменения, накапливаясь и локализируясь в определенных объемах, приводят к разрушению твердых тел.

Механическое измельчение, в этом случае, представляется как периодический процесс аккумуляции энергии в зонах остаточных напряжений и разрядки. накопленной энергии в акте разрушения. Периодичность процесса накопления энергии в зоне остаточных напряжений и разрядки её при разрушении, реализуется несмотря на статистически равное соотношение заряжающихся и разряжающихся частиц в измельчающем аппарате.

Измельчение есть образование новой поверхности, вступающей в соприкосновение с другой фазой (газ, жидкость). На разделе фаз формируется поверхностный слой, который характеризуется сгущением энергии из-за отсутствия компенсирующих связей. Изменение поверхностной энергии измельченного вещества измеряется работой, которая необходима для обратимого и изотермического образования поверхностного слоя вновь образованной поверхности.

Мало того, огромная энергия зон остаточного напряжения образующихся в процессе измельчения локализируется в тонком (молекулярной толщины) поверхностном слое. Чем больше вновь образовавшаяся в результате измельчения поверхность, тем больше поверхностная энергия вне зависимости от способа измельчения. Совершенно очевидно, что работа разрушения (и, естественно поверхностная энергия измельченного материала) не зависит от способа измельчения, но всецело определяется свойствами измельченного материала и степенью его дисперсности.

Поверхностная энергия минералов, даже измельченных до очень высокой степени дисперсности, составляет несколько килокалории на моль. Это, казалось бы, противоречит известным фактам высокой энтальпии тонкодисперсных минеральных систем. Объяснение этого противоречия лежит в плоскости физического смысла удельной поверхностной энергии.

По своему физическому смыслу удельная поверхностная энергия твердых тел аналогична поверхностному натяжению жидкостей и определяется работой выведения частицы вещества на поверхность раздела фаз. Для жидкостей, образующих сферическую каплю, величина поверхностного натяжения не зависит от положения частицы на сфере. Но для твердых тел, образующих при измельчении угловатые осколки, работа выведения частицы на грань осколка, например, кубической формы, меньше работы выведения частицы на ребро этого куба, а эта, в свою очередь, меньше работы по выведению частицы в угол, образованный пересечением трех граней куба.

Следовательно, удельная поверхностная энергия твердого тела изменяется в процессе измельчения, так как с увеличением степени дисперсности относительное количество частиц, обнаженных по двум и трем плоскостям, увеличивается.

По расчетам С. И. Голосова (изобретатель центробежно-шаровой мельницы) при измельчении кварца от 10 до 0.01 мкм (в 1000 раз) количество молекул SiO2 (в % от общего числа молекул в частице), выведенных на поверхность граней куба, возрастает с 0.01 до 20% (увеличивается в 2000 раз). При этом количество молекул, сосредоточенных в ребрах куба, возрастает с 0.000001 до 1,35% (увеличивается в 1350000 раз !!!!).

Естественно, подобные процессы преобразования подводимой механической энергии измельчения в потенциальную энергию, с её аккумуляцией в форме увеличившегося химического реакционно способного потенциала измельчаемого вещества весьма затратны. Причем по мере увеличения дисперсности измельчаемого вещества прирост удельной поверхности сопровождается все большими затратами подводимой энергии. Так если за первые 20 часов измельчения, к примеру, кварца удается обеспечить прирост удельной поверхности на 15 м2/г, то за следующие 20 часов – всего на 5 м2/г - все большая и большая часть подводимой энергии уходит на выведение элементарных частиц кристаллической решетки в позиции более высокого энергетического потенциала – в ребра или углы осколков.

Отдельно следует оговорить разницу в энергозатратах для достижения одинаковой удельной поверхности при измельчении на воздухе и в какой либо жидкости, например воде. Удельная свободная поверхностная энергия на границе двух фаз определяется разностью их полярностей. За меру разности полярностей двух соприкасающихся фаз принимают работу изотермического переноса одной молекулы из одной фазы в другую. Очевидно, чем больше разность полярностей фаз, тем больше концентрация энергии в поверхностном слое, и поэтому измельченное “всухую” вещество характеризуется большей активацией, чем то же вещество, измельченное в воде.

Подобная закономерность в различиях характера распределения энергии, подводимой к измельчаемому материалу справедлива для любых измельчаемых материалов и для любых измельчающих устройств. – При сухом (на воздухе) измельчении прирост свободной поверхности очень быстро практически прекращается – дальнейшее пребывание материала в мельнице сопровождается уже аккумуляцией энергии в зонах остаточных напряжений, что проявляется, в последствии, в повышенной реакционной способности такого материала.

Измельчение в воде, напротив, характеризуется непрерывным ростом свободной поверхности и незначительным увеличением растворимости. Энергия измельчающего аппарата в данном случае в основном расходуется на прирост свободной поверхности. Если, как показывает опыт, активированный сухим измельчением материл смочить и подвергнуть очень кратковременному механическому воздействию, то свободная поверхность резко возрастет и сравняется с поверхностью, полученной измельчением в воде: аккумулированная в зонах остаточного напряжения энергия разрядится в поверхностную энергию. В общем случае следует полагать, что энергия, аккумулированная при сухом измельчении, отличается от энергии, накопленной при измельчении в воде, па величину теплоты смачивания.

В любом случае измельчаемое кристаллическое вещество приобретает избыточную энергию, накопленную либо в виде энергии поверхностных слоев, либо в виде зон остаточных напряжений. В соответствии с принципом Лс-Шателье в системе, содержащий минеральное вещество, активированное измельчением, должны протекать процессы, поглощающие избыточную энергию. Такими процессами могут быть химические реакции или физические превращения кристаллических тел. Превращения веществ во время приложения механических сил принято называть механохимическими реакциями, или механохимическими превращениями. Известно более 20 механохимических превращений, суть которых – изменение энергетического состояния вещества.

10.4.1.2. Возможные физико-химические эффекты механоактивации

Изменение запаса потенциальной энергии измельченного вещества обусловлено накоплением энергии вследствие увеличения свободной поверхности и аккумуляцией энергии в кристаллической решетке с одновременным расходованием подводимой энергии на тепловые, световые и звуковые излучения и экзоэлектронную эмиссию. Для целей практической применимости механоактивирующих методов достаточно ограничиться рассмотрением изменчивости физического состояния и химического состава измельчаемых веществ, опустив (несмотря на их важность для научного понимания сути проблемы) неизбежные потери энергии на попутные явления, сопровождающие процессы измельчения и активации.

Проведенные к настоящему времени исследования позволяют составить достаточно полный перечень физико-химических изменений минерального вещества при диспергировании и привести соответствующие примеры, иллюстрирующие изменение состояния и свойств вещества вследствие приложения механических сил.

К наиболее характерным изменениям строения и состава минералов при их измельчении можно отнести следующие:

10.4.1.2.1. Переход вещества в новую модификацию.

Например, переход кальцита и арагонит при измельчении. Данный эффект был впервые зафиксирован при длительном растирании кальцита в ступке. Затем он был многократно подтвержден в ходе промышленного измельчения кальцита в вибромельницах.

Еще один пример, который наблюдается даже визуально, сельфид кадмия, изначально желтого цвета, после активации переходит в одну из своих модификаций. При этом его цвет меняется - на красный.

10.4.1.2.2. Аморфизация вещества.

Кристаллические вещества простого, состава (кварц, графит и т. д.) в процессе сильного измельчения аморфизуются

10.4.1.2.3. Дегидратация и гидратация.

Ярким примером дегидратации при активации минеральных веществ служит потеря воды при сухом измельчении гипса. Двуводный гипс при измельчении в планетарной мельнице теряет кристаллизационную воду и образует эмалеподобную массу, обволакивающую мелющие тела, в результате чего полностью прекращается измельчение. Это явление служит серьезным препятствием для получения тонкодисперсных фракций гипса.

Напротив, при измельчении некоторых минеральных веществ в воде наблюдается их гидратация. Наиболее яркий пример – предварительная глубокая гидратация цемента осуществляется его измельчением в водной среде.

10.4.1.2.4. Диссоциация карбонатов.

Известь получают в ходе термической диссоциации – в специальных печах, под воздействием теплоты от известняка (мела, доломита, мрамора и т.д.) отщепляется углекислый газ. Аналогичные процессы происходят и при нормальной температуре - в ходе тонкого измельчения этих минералов.

10.4.1.2.5. Разложение сложных карбонатов (двойных солей) на простые.

Так при тонком измельчении доломит (двойная соль), например, распадается на более прпостые составляющие – кальцит и магнезит.

10.4.1.2.6. Синтез или диссоциация карбонатов.

В зависимости от параметров среды, в процессе тонкого измельчения возможны реакции или синтеза или диссоциации карбонатов. Так измельчение окислов щелочно-земельных металлов в среде углекислого газа обуславливает синтез карбонатов. При измельчении в вакууме идет обратный процесс – отщепление углекислоты, и диссоциация карбонатов.

10.4.1.2.7. Твердофазные реакции.

Имеется множество примеров твердофазных реакций, инициированных посредством измельчения. Среди них такие, как образование силиката натрия при совместном измельчении безводной соды с силикагелем, получение металлической ртути при сухом измельчении киновари медными шарами, разложение нитратов щелочных металлов и т.д.

10.4.1.2.8. Ионное замещение.

О возможности ионного замещения в минералах подвергшихся механохимической активации упоминается еще в трудах исследователей 60-хх годов. Так известно, что измельчение слюды в стальных барабанах в водной среде сопровождается замещением ионов магния и алюминия ионами железа. Причем слюда сохраняет абсолютно все свои характеристики, но превращается в свою “высокожелезистую” разновидность. Данный эффект в последствии нашел широкое применение для модификации реактивного топлива стратегических ракетных систем.

10.4.1.2.9. Изменение структуры и координационного числа атомов в кристаллах при измельчении.

Экспериментально прослежено превращение диоктаэдрических слюд (мусковит) в триоктаэдрические слюды (биотит и вермикулит) при их измельчении в планетарных мельницах.

10.4.1.2.10. Деструкция минерального вещества при диспергировании.

Многочисленными исследованиями установлено, что первая стадия ионного замещения без разрушения структуры в дальнейшем, при продолжении активации, сменяется стадией глубокой перестройки измельчаемого материала. Так, например, измельчаемый нефелин переходит в альбит и далее в минералы группы каолинита. В самом общем виде процесс деструкции алюмосиликатов при их измельчении в водной среде представляется последовательным уходом сначала щелочных и щелочноземельных металлов, затем элементов полуторных окислов и титана и, наконец, кремнезема. Конечной стадией механохимической деструкции минералов и горных пород являются аморфные гидратированные простые окислы SiO2, Al2O3, FeO3 и т. п.

Одна из разновидностей механохимической деструкции минеральных веществ при диспергировании - экстракция и селективное выщелачивание отдельных компонентов. Так, первым применением планетарной мельницы в практике лабораторных работ стало использование ее в качестве экстрактора-измельчителя. Экстракция с измельчением отличается большой эффективностью, сокращая, например, время экстракции битуминозных компонентов горных пород с 4 - 6 месяцев до 4 - 6 минут.

Развитие этого метода избирательного растворения отдельных компонентов при измельчении горных пород пошло по пути селективного выщелачивания нужных элементов непосредственно из горных пород минуя стадию обогащения, плавления и т.д. В такой способ стало возможным добывать калий и алюминий непосредственно из алюмокалиевого силикатного сырья (сыррыниты - запасы которых весьма значительны) не растворяя при этом пустую породу.

10.4.1.2.11. Механохимические реакции между органическими и неорганическими веществами.

Чрезвычайно интересны и перспективны реакции органических веществ на свежеобразованной поверхности металлов – они открывают совершенно новые технологические возможности при изготовлении множества органических веществ.

Так измельчение алюминия в среде четыреххлористого углерода позволяет получить шестихлористый этан (перхлорэтан – растворитель для лакокрасочной промышленности)

Если различные металлы тонко измельчать в растворе жирных кислот, то образуются соответствующие мыла и даже благородные металлы образуют соли жирных кислот, что в обычной химической технологии практически невозможно. Отсюда - один шаг до кардинальнейшей смены всего технологического регламента изготовления мыла, путем простой механоативации жирных кислот с соответствующими металлами.

10.4.2 Изменение физико-химических свойств после механоактивации при тонком измельчении минеральных веществ.

Итак, во время приложения механических сил происходят различные химические реакции и изменения строения вещества. Структура и строение вещества изменяются под действием непрерывно подводимой механической энергии и, в соответствии с принципом Ле-Шателье, направлены на поглощение подводимой энергии. Следовательно, при измельчении идет повышение энергетического потенциала вещества, обусловленное двумя слагаемыми: приростом энергии свободной поверхности и аккумуляцией энергии в зоне остаточного напряжения.

Второе слагаемое есть энергия деформации кристаллической решетки или энергия изменения межатомных (межионных) расстояний. Изменение положения элементарных частиц, слагающих кристаллическое тело, подобное нарушениям, вызванным тепловыми колебаниями, возбуждается импульсами механической энергии, а их консолидация обусловлена закалкой - быстрым охлаждением или, точнее, отсутствием высокой температуры.

Накопленная в зоне остаточного напряжения энергия может разрядиться трещиной или сколом с соответствующим переходом энергии в световые и звуковые колебания, кинетическую энергию упругого отскока и энергию новой поверхности. В общем случае процесс измельчения кристаллических упруго-хрупких тел состоит из непрерывно-прерывистого накопления энергии в зонах остаточного напряжения и скачкообразной разрядки аккумулированной энергии. Причем формы разрядки энергии, аккумулированной при измельчении минеральных веществ и проявляющейся после измельчения могут быть разными – в одих случаях они полностью дублируют и продолжают реакции и эффекты проявляющиеся в активируемом веществе непосредственно в ходе самой активации (аморфизация, дегидратация, диссоциация, разложение и синтез, ионнозамещающие и твердо фазные реакции и т.д.). В других случаях возникают принципиально новые явления, обусловленные эффектами изменения физико-химических свойств и энтальпии активированных веществ.

10.4.2.1 Изменение теплоты смачивания после механоактивации.

Кристаллический кварц по сравнению с аморфным кремнеземом имеет меньшую теплоту смачивания: первому соответствует 200 эрг/см2, а второму - от 600 до 800 эрг/см2. Измельчение кварца в вибромельнице способствует его аморфизации. Причем чем дольше идет процесс измельчения-активации, тем сильнее параметры измельчаемого продукта, и в первую очередь теплота смачивания, приближаются к характеристикам силикагеля – аморфной разновидности кварца. Так ряд исследователей показывает, что через 80 – 10 часов измельчения весь кварц превращается в свою аморфную разновидность – силикагель.

10.4.2.2 Повышение растворимости минералов после механоактивации.

Механоактивация способствует аморфизации минеральных веществ (кварц-силикагель). В свою очередь, дальнейшая механоактивация способствует повышению растворимости полученных продуктов.

Так в процессе механоактивации кварцевого песка, его наружные слои последовательно претерпевают сначала аморфизацию а затем – повышается растворимость таких аморфизированных слоев. В итоге каждая песчинка состоит из трех концентрических объемов. Внутри – кристаллический кварц. Его покрывает слой аморфного кремнезема. И на самом верху – пленка аморфного кремнезема повышенной растворимости. Все вместе это способствует образованию прочных контактных зон между кристаллами кварца (песок) и вяжущим (известь) с частичным образованием гидросиликатов даже без автоклавирования (феномен силикальцита).

(продолжение следует)

При подготовке выпусков рассылки “Все о пенобетоне” используются только источники открытой печати и патентная литература бывшего СССР. Вся литература, на которую ссылается автор, имеется у него в наличии. Любые обвинения в нарушении нынешнего патентного законодательства и законов по охране авторских прав являются юридически несостоятельны.

Архив Интернет-рассылки “Все о пенобетоне” (все выпуски) находятся по адресу: http://subscribe.ru/catalog/home.build.penobeton
Архив рассылки и другие статьи по бетонам располагается по адресу:
http://www.ibeton.ru/articles.php
Подписка на Интернет-рассылку свободная, бесплатная. Осуществляется на Главной странице сайта:
www.ibeton.ru
Консультации и общение в реальном масштабе времени на – “Первом Строительном Чате”:
http://chat-beton.ru/
Дата последней редакции 08.07.2005 - 29573 знака
Сергей Ружинский, Харьков, Городок
E-mail:
ryginski@aport.ru

 

 

(Все права защищены, публикация данной информации в любом виде, без разрешения владельцев запрещена. С предложениями обращаться ibeton@mail.ru)
Copyright 2004 ООО Строй-Бетон. Все права защищены.

www.ibeton.ru - Пенобетон. Оборудование для производства пенобетона, обучение на производстве, технология. Расходные материалы для производства - пенообразователь, ускоритель, смазка форм.


Subscribe.Ru
Поддержка подписчиков
Другие рассылки этой тематики
Другие рассылки этого автора
Подписан адрес:
Код этой рассылки: home.build.penobeton
Архив рассылки
Отписаться
Вспомнить пароль

В избранное