Диссертация (1141458), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Это было связано стем, что в данных исследованиях нет необходимости в дегидратации гипсаза счет его разогрева при гашении, а также – в нейтрализации примесныхсоединений, как это происходит при использовании отходов фосфогипса.Также предотвращается разогрев или неравномерность распределения посоставу.Данные результатов исследований, полученные для гипсовыхкомпозитов с добавлением извести указывают на увеличение скоростиформирования гипсовой безобжиговой структуры и величину конечнойпрочности уплотненного материала за весь исследованный период,представленный на рисунке 3.18.Наибольшаякомпозитаскоростьобразованияструктурыбезобжиговогов присутствии извести характерна для начальной стадиикристаллизации – в период первых 7 дней проходит наиболее активноесращивание кристаллов из-за наличия в структуре дефектных кристалловдигидрата, образующихся в присутствии извести.При дополнительной выдержкегидроксидомкальциявсоставе,до 28 дней композитовскоростьнабораспрочностистабилизируется.
В течение всего этого периода увеличение прочности,144возможно,происходитиз-задополнительнойповерхностнойкарбонизации, а также формирования слаборастворимых соединений.Это позволяет получить уплотненную структуру композита, на чтоуказывают,по-видимому,данныеобизмененияххарактеристикпористости, которые приведены в таблице 3.3.Процессы протекаютв контексте продолжающегося основногопроцесса – развития кристаллизационной структуры двуводного гипса.Изотермическая перегонка в процессе кристаллизации способствуетзначительному возрастанию прочности. Для изотермического процесса,включающегопроцессырастворения,переносавеществаиростакристаллов, имеют большое значение условия. В то время как на скоростьпротекания первой и третьей стадии влияют степень пересыщения и самаприрода системы.
Протекание стадии переноса вещества растянуто вовремени, но именно эта диффузионная стадия, как правило, и определяетпроцессы твердения. Поэтому она является лимитирующей. Две другиечаще характеризуются большими энергиями активации, причем энергиибольше у твердых зерен.Для заданной однородной безобжиговой системы, когда давление итемпература – постоянны,то на величину скорости диффузии будетвлиять исключительно градиент концентрации.
Он же будет определятьсяразностью диаметров зерен, участвующих в массопереносе. Когда, как вданном случае – его величина мала, то мала и скорость протеканиядиффузионной стадии.Поэтому процесс образования конденсационной структуры долженпроисходить медленно. На длительность процесса – дни (рисунок 3.19,3.20), месяцы (рисунок 3.21) или годы (рисунок 3.22) влияют условия –наличие влажности и присутствия разноразмерных зерен, участвующих впреобразованиях системы.145Двуводный гипс – не летучее вещество, а значит –в нормальныхтемпературных условиях не способен к испарению. Следовательно, дляего изотермической перегонки необходим раствор.Повышениепрочностипродолжающейсявовлажныхусловияхобусловленов течение длительного времени изотермическойперегонкой в тонких пленках дисперсионной среды.
Это способствуетразвитию контактов, увеличению их площади.Как указывалось выше, наличие в системе зерен дигидрата, которыене участвовали в момент прессования в формировании контактов, такжеспособствует росту прочности композита. Продолжающееся за счет нихрастворение,обеспечиваетпереносиразвитиепотенциальноекристаллизационныхупрочнениесистемыконтактов,дигидрата.Самопроизвольное протекание в течение долгого времени завершаетсятолько в случае, когда энергия Гиббса достигнет своего минимума.Исследования кинетики структурообразования были выполнены вцелях определения оптимальных условийструктурообразования длядостижения максимальной прочности и плотности композита.Известно, что гипсовые материалы после формования требуютсушки.Посколькумеханизмформированиякристаллизационнойструктуры безобжигового композита имеет свои особенности, то висследованиях проводились сравнительные эксперименты для сухих ивлажных условий среды.Полученные результаты показали, что влажные условия тверденияобеспечивают безобжиговому композиту большие значения прочности всравнении с воздушно-сухими условиями, при прочих равных условиях(таблица 3.4).Установлено, что зависимость прочности от времени твердения длявлажных условий находится выше зависимости для сухих условийтвердения.
Прочность в сухих условиях почти прекращает увеличиваться146уже в возрасте 14 суток, а прочность во влажных условиях продолжаетувеличиваться в течение всего исследованного периода (рисунок 3.20).Пониженная, в сравнении с прочностью во влажных условиях,прочность в сухих условиях, по-видимому, обусловлена тем, что процессне был завершен из-за испарения пленочной жидкости. Диффузионнаястадия структурообразования протекает достаточно медленно, а вотсутствиираствора-затухает.Вслучаевлажныхусловийструктурообразование протекает и после 28 суток (рисунок 3.21), в этотпериодпроисходиткристаллизационногоупорядочивание структуры,давленияиконтактыпродолжающихсязасчетпроцессовразвиваются, что подтверждается микроскопическими исследованиями.Таблица3.4 – Зависимость эксплуатационных свойств безобжиговойструктуры от условий твердения147Еслимикроструктуравозрасте ещеразвитымиматериалавдвадцативосьмисуточномобладает достаточно большой пористостью и малоконтактамисрастания,товусловияхдлительногоструктурообразования во влажной среде, согласно рисунку 3.22 структуракамняуплотняется.Микроструктурабезобжиговогокомпозита,представленная на рисунке 3.23 подтверждает наличие отдельныхсросшихся в блоки кристаллов, а также развитиякристаллизационнойструктуры в целом.Рисунок 3.19 – Гипсовый камень конденсационного твердения,влажные условия, 1 сутки твердения148Вышеуказанный анализи выводы подтверждают результатыисследования водостойкости (таблица 3.4).
Повышение коэффициентаразмягчения объясняется снижением количества отдельных зерен малогоразмера. Их срастание с крупными за счет развития кристаллизационныхмостиков способствует сокращению полостей, щелей, в которых принасыщенииза счет расклинивающего действия воды структура можетразрушаться.Рисунок 3.20 – Гипсовый камень конденсационного твердения, влажныеусловия, 7 сутки твердения149Таким образом, по результатам экспериментальных данных и иханализа возможно установить следующие условия твердения, которыесогласнопредлагаемойтвердениядвуводногоконцептуальнойгипса,могутмоделиконденсационногопозволитьформироватьвысокопрочную структуру безобжигового композита:– продолжительный срок твердения;– влажные условия ( W 95 %);– нормальные температурные режимы (20 5) 0С.Рисунок 3.21 – Гипсовый камень конденсационного твердения, влажныеусловия, 28 сут твердения (х1000)150Рисунок 3.22 – Гипсовый камень конденсационного твердения, влажныеусловия, 1 год твердения (х1000)Рисунок 3.23 – Гипсовый камень конденсационного твердения, влажныеусловия, 1 год твердения (х2700)151Следует иметь в виду, что отсутствие примесей в двуводном гипсе иприсутствиегидроксидаопределяющимикальцияпротеканиетакжепроцессовявляютсяусловиями,структурообразованияитребующими оптимизации.Как видно на рисунке 3.18оптимальнымиусловиямиподдержаниемдля гипса, затворенного водой,являютсяв объеме–сухие.Этообъясняетсясреды незначительного пересыщения,способствующего образованию большого числа зародышей.
Однако, ввидунезавершенности процессов при испарении воды, конечная прочность вэтом случае, как показывают экспериментальные данные, оказываетсязначительно ниже, нежели прочность безобжигового композита, в составекоторого присутствовал гидроксид кальция.Именноегоприсутствиеоказываетвлияниенахарактерструктурообразования, т.к. композит показывает наибольшую прочностьпри сочетании влажных условий твердения и присутствия в составесырьевой смеси гидроксида кальция качестве структурообразующегокомпонента.Судя по всему, гидроксид кальция влияет на растворимостьдвуводного гипса и на процессы карбонизации. По-видимому, во влажныхусловиях все процессы протекают более активно, в том числе иобразование кристаллов карбоната кальция в структуре дигидрата.Следовательно, вещественный состав смеси является фактором,определяющимусловияструктурообразованиякомпозитовконденсационного твердения, а также его длительность.
В случаеприсутствия в составе – гидроксида кальция, оптимальными условиямиявляютсявлажныеусловиятвердения,которыеспособствуютформированию композита, обладающего достаточной прочностью иводостойкостью.152Проведенные эксперименты по исследованию кинетики тверденияподтверждаютвозможностьуправлениясвойствамибезобжиговыхкомпозитов, полученных полусухим прессованием двуводного гипсаразличного происхождения.Модификация3.7безобжиговогокомпозитаминеральнымидобавкамиМинеральные добавки в составе дисперсных систем определяют нетолько структурные характеристики, но часто и процесс твердения [59,77, 102, 120, 121, 134, 148].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
