Диссертация (1141458), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Результаты по насыпной плотности (рис 6.1) отвечают полученным результатам по растворимости.Насыпная плотность, кг/м3900850800750700650020406080100Содержание порошка грубого помола, %Sуд 1006 м2/кг и 667 м2/кгSуд 957 м2/кг и 753 м2/кгSуд 893 м2/кг и 919 м2/кгРисунок 6.1 – Изменение насыпной плотности бинарной системы двуводногогипса в зависимости от содержания грубодисперсного компонента225Зависимостьпоказателясреднеарифметическогонасыпнойдиаметразеренплотности(сфер)вотсоставедвухкомпонентных смесей показана на рисунке 6.2.950Насыпная плотность, кг/м390085080075070065060022,22,42,62,833,23,43,63,84Средний диаметр, мкмSуд 1006 м2/кг и 667 м2/кгSуд 893 м2/кг и 919 м2/кгSуд 957 м2/кг и 753 м2/кгРисунок 6.2 – Зависимость насыпной плотности двухкомпонентныхсоставов дисперсной системы двуводного гипса от среднеарифметическогодиаметра зеренПоказано,чтодлядвухкомпонентныхсоставовсреднеарифметический диаметр зёрен изменяется в диапазоне 2,8…3,2мкм.Поскольку образование зародышей в структуре безобжиговогокомпозитапроисходитвмоментпрессования,топроцессструктурообразования системы конденсационного твердения должен бытьрассмотрен в комплексе, включая лимитирующий начальный процессформированияструктуры–полусухоепрессованиесмесисоптимизированной гранулометрией.В случае внешнего воздействия на дисперсную систему (полусухомпрессовании) увеличивается сопротивление уплотнению, что объясняется,226по-видимому, увеличением количества фазовых контактов.
Поэтому,управляя зерновым составом через деформативные свойства дисперсныхсистем двуводного гипса можно направлено формировать внутреннююструктурузависимостисистемысреднейконденсационногоплотностиоттвердения.Исследованиягранулометрическогосоставапроводились на основе бидисперсных систем двуводного гипса, которыехарактеризовались средними диаметрами 12,36 мкм и 114,6 мкм тонко- игрубодисперсных компонентов системы соответственно.Установлено влияние процентного содержания грубодисперсногокомпонента на среднюю плотность структуры дисперсной системы:материал характеризуется наименьшей плотностью при содержаниигрубодисперсного компонента в области 30-50 % (рис.
6.3 ), что отвечаеттребованиям математической модели.Рисунок 6.3 – Изменение средней плотности уплотнённыхдвухкомпонентных смесей порошков дигидрата сульфата кальцияЗависимость прочности структуры конденсационного твердения отгранулометрическогосостававышеназванных бинарных смесей.исследоваласьсиспользованием227Прочностныехарактеристикиструктурыконденсационноготвердения определялись после 7 суток твердения во влажных условиях, вкачестве затворителя использовалась вода. Зависимость прочности отгранулометрического состава, представленная на рис 6.4 , показывает, чтооптимальным составом является дисперсная система с процентнымсодержанием грубодисперсного компонента в пределах 30 45 %.
Приэтом соотношение эквивалентных диаметров тонко- и грубодисперсногоПредел прочности при сжатии,МПакомпонентов так же составляет 9,27 .18151296301234Рисунок 6.4 – Показатели прочности прессованных гипсовых образцовв зависимости от зернового состава порошков грубого и тонкого помола и ихсмесей: 1 – грубого помола; 2– тонкого помола; 3 – оптимальная бинарнаясмесь порошков 1 и 2 в пропорции 30 % : 70 % ; 4 – бинарная смесьпорошков 1 и 2 в пропорции 50 % : 50 %Такоепроцентноесодержаниеобусловленовоздействиемнаструктуру конденсационного твердения плотности упаковки зёрен иотношения среднегеометрических диаметров тонко- и грубодисперсныхсоставляющих.228Приповышениипроцентногосодержаниягрубодисперсногокомпонента в составе бинарной системы (до 30 %) – средняя плотностьструктуры увеличивается, в то время как при увеличении содержаниягрубой фракции свыше 30% средняя плотность остается неизменной.6.2ИсследованиевлияниярНнасвойстваструктурыконденсационного твердения двуводного гипсаИзвестно, что на свойства гипсовых систем оказывает влияние рНдисперсионной среды, вид выбранной щёлочи.
В работе исследоваласьзависимость свойств и процессов структурообразования и твердения отвеличины рН и наименования щелочной добавки.Установлено, что рН и вид щелочи определяют прочностныехарактеристики структуры конденсационного твердения двуводногогипса. Анализ данных таблицы 6.2 показывает, что прочность гипсовойструктуры зависит от величины рН для всех исследованных видовщелочей. В виду того, что рН оказывает влияние на процесс переходафазовыхконтактоввкристаллизационные,тоисследоваласьзависимость прочности на седьмые сутки твердения. Наибольшаяпрочностьдлявсехиспользованныхвидовщелочнойдобавкидостигалась при рН 8 ( 24,4 - Ca(OH)2 , 29,2 - NaOH , 34,4 KOH , МПа).При использовании повышенных значений щелочности среды( 8...12 ) величины прочности снижаются, однако превышают прочностьструктуры, полученной с использованием воды в качестве затворителя(дисперсионной среды).
Это объясняется тем, что рН воздействует наионнуюсилурастворимостьплёнокзатворителя,двуводногогипса.а,следовательно,Поэтомувведениеизменяетщелочногокомпонента определяет повышенные значения прочности в начальныйпериод структурообразования.229Необходимо также отметить и влияние наименования (вида)щелочного компонента на прочность структуры в семисуточном возрасте(таблица 6.2). Наименьшей прочностью в ряду будут обладать структуры,затворённые гидроксидом кальция. Наибольшей прочностью обладаютструктуры, полученные с добавкой КОН .
Введение добавки NaOHпозволяет получать структуры с промежуточными, по сравнению сдругими щелочными добавками, прочностными показателями.Для случая использования КОН в качестве щелочного компонента,повышенные значения прочности в семисуточном возрасте, возможнообъясняются воздействием на кислородоводородную группу вяжущего, чтопровоцирует активное реакционное взаимодействие на поверхностикристаллизации.
При этом происходит отток жидкой фазыизмежчастичного пространства твердых тел за счет создания внутреннегодавления. Таким образом, в образовании фазового контакта главнейшуюроль, в этом случае, играют капиллярные силы.Таблица 6.2 – Влияниедобавки щелочи и рН на свойства структурыконденсационного твердения двуводного гипса (7 сутки твердения)рНПрочность при сжатии, МПасредыОбщая пористость, %Ca(OH)2NaOHКОНCa(OH)2NaOHКОН7*22,0024,8022,0023,7422,8023,70824,4229,2134,4323,7021,223,731022,9725,7831,5523,7820,923,791222,0324,3525,8123,7420,023,71* изготовлены с использованием дистиллированной водыПоскольку ионKспособен притягиваться к полярной поотношению к нему поверхности, то в структуре дигидрата он способен230формировать водородные связи, а, следовательно, тем самым упрочнятьструктуру.
Поэтому данное щелочное соединение является в первые срокитвердения самым активным компонентом.Однако, для структуры со щелочной добавкой на основе калияхарактернообразованиенекристаллических,акоагулляционныхконтактов, поскольку именно ион калия может притягивать молекулыH 2Oиз гипсовой решетки.А приведенные ниже фрагменты микроструктуры материала сдобавкой КОН обнаруживают не полностью закристаллизованную фазу(рисунки 6.5 , 6.6 , 6.7 ) на 28 сутки твердения.Рисунок 6.5 − Микроструктура конденсационного твердения двуводногогипса с добавкой гидроксида калия (х5000)231Рисунок 6.6 − Микроструктура конденсационного твердения двуводногогипса с добавкой гидроксида калия (х15000)Рисунок 6.7 − Микроструктура конденсационного твердения двуводногогипса с добавкой гидроксида калия (х20000)232Необходимо отметить, что подобные структуры, прежде всего,характеризуютсямежчастичнымивзаимодействиями,которыевзначительной степени и будут формировать ее механические свойства.Вид щелочного компонента влияет и на структурные характеристикиматериала – среднюю плотность и пористость дисперсной структурыконденсационного твердения двуводного гипса.Результаты исследований влияния вида щелочи и щелочности средына общую пористость полученных прессованных композитов показывают(таблица 6.2), что введение щелочей по-разному влияет на общуюпористость (далее пористость), соответственно и плотность, прессованногокомпозита на основе дигидрата сульфата кальция.На 7 сутки твердения наименьшую пористость – 20 % имеетгипсовая структура с добавкой гидроксида натрия.
При введении добавокгидроксидов калия и кальция ее пористость остается неизменной и равной 24 %.В случае использования добавки гидроксида натрия на пористостьвлияет также и рН среды. В случае добавления гидроксида натрияснижения щелочностисредызатворенияот12 до 8 пористостьнезначительно увеличивается, так при 8 и 10 она составляет 21 %, апри 23 %.Изменение щелочности среды затворения при использованиидобавок гидроксидов калия и кальция незначительно изменяет пористостьгипсового камня.Наименьшаяпористостьполученныхгипсовыхструктурнаблюдается при введении добавки щелочи гидроксида натрия. Это, повидимому, обусловлено тем, что в присутствии гидроксида натрияформируются растворимые соединения Na2SO4 в конденсационной системедвуводного гипса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
