Диссертация (1141513), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Данныйприбор укомплектован рентгеновской трубкой мощностью 200 Вт с Rh-анодоми Be-окном толщиной 0.075 мм. Охлаждение трубки – воздушное.59Рисунок 2.3 – Внешний вид рентгенофлуоресцентного спектрометра ARLOptim'XПолученный образец запрессовывался на подложку из борной кислоты сусилием прессования 15 тс. Для прессования таблеток использовался прессFluxanaVaneox (∅ 40 мм).2.2.5 Рентгеновский анализОпределение фазового состава образцов проводилось на порошковомрентгеновском дифрактометре ARL X'TRA.Рентгеновскийанализпроисходитрентгеновскогоизлученияприотражении излучения от плоских сеток кристаллических структур надифракции.Дифрактограмм регистрируются посредствома дифрактометра ARL X'tra(Швейцария).

ARL X'tra представляет собой полноразмерный порошковыйдифрактометр - геометрии с радиусом гониометра 260 мм и источником узкофокусной трубкой мощностью 2200 Вт (Cu аноды). Примененный вприборе энергодисперсионный твердотельный детектор с охладителем Пельтье,позволяет убрать пассивные элементы (бета-фильтры/монохроматоры) изоптической схемы прибора посредством программного отделения K ифлуоресцентногоизлучения.Инструментальноеразрешениеприборасоставляет 0.04º 2 при сохранении высокого соотношения "сигнал/шум".60Измельчение полученных проб производилось в агатовой ступке агатовымпестиком.

Далее шёл просев образцов через сито с ячейкой 90 мкм. Процессизмельчения производился столько раз, сколько необходимо для того , чтобывся проба прошла через сито. Подготовленные для проведения РФА образцыукладывались в круглые прободержатели с верхней загрузкой внутреннимдиаметром 25,65 мм и глубиной 1.9 мм, изготовленные из специальной стали.Параметры регистрации дифрактограмм на ARL X’tra приведены втаблице 2.9.Таблица 2.9 – Параметры регистрации дифрактограмм на ARL X’traПараметрЗначениеГеометрия- на отражениеВращение образца60 оборотов/мин.ИзлучениеCuK1+2Напряжение40 кВТок40 мАDS1.5 ммЩель Соллера на первичном пучке1.3ºSS13 ммSS20.7 ммЩель Соллера на вторичном пучке1.3ºRS0.3 ммРежим съемкиНепрерывнйШаг0.02º 2Скорость сканирования2.0º 2/минДиапазон 24.00 -70.00ºБазуданныхвысококачественныйХанавальтаICDDPDF-2фазовыйприменяласьанализ.Анализсцельюпроисходилполучитьпометодупо межплоскостным расстояниям в ручном режиме и вполуавтоматическом режиме с использованием программного обеспеченияOxford Crystallographica Search Match.61Бесстандартный количественный рентгенофазовый анализ по методуРитвельда проводили с использованием программного обеспечения Siroquant 3Sietronics Pty Ltd.

Для всех фаз уточнялись параметры: шкальный фактор,смещение нуля счетчика прибора, параметры фона (полиномом Чебышева 5-йстепени), параметры элементарной ячейки. Так же в уточнении варьировалипрофильные параметры – использовалась профильная функция Pearson VII (U,V, W по зависимости Кальотти).2.2.6 Электронная микроскопияИсследование структуры образцов и определение их элементного составапроизводилось на сканирующем микроскопе Quanta 200 с приставкой дляэлементного анализа EDAX (рисунок 2.4).Рисунок 2.4 – Сканирующий микроскоп Quanta 200 с приставкой элементногоанализа EDAXРастровый электронный микроскоп Quanta 200 используется дляполучения изображений разнообразных предметов при увеличении, более 100000 крат, с наибольшим количеством элементов разложения (пикселей).62Данныйаппаратисследований,используетсяпозволяяприпроизводитьвыполнениинаблюденияприразнообразныхисключительноглубинной резкости.

Микроскоп имеет три режима вакуума исходя из видаобъектов изучения: высокий вакуум - режим, обычный для любого растровогоэлектронного микроскопа, низкого вакуума и режим естественной среды. Этоспособствует значительному расширению спектр задач, исследования которыхвозможно с применением данного прибора.В комплектации микроскопа есть в наличии приставка элементногоанализа,котораяспособствуетполучатьколичественноесоотношениехимических элементов, из которых состоит исследуемый объект. Физическиметод заключается в следующем: электронная пушка, содержащая термокатодв качестве источника электронов, ускоряет их до заданной энергии и сводит впятно малых размеров (кроссовер), из которого пучок расходится поднебольшим углом и проходит несколько электромагнитных линз.

Линзыпроецируют пятно со значительным уменьшением на поверхность объекта,формируя остросфокусированный зонд.Электроны,попадаянаобъект,взаимодействуютсвеществомприповерхностного слоя и вызывают различные эффекты, сопровождающиесяэмиссиейвторичныхэлектронов,рентгеновскимисветовым(катодолюминесцентным) излучением. Анализ этих процессов позволяет спомощью специальных детекторов позволяет определить элементный состав иодновременно сформировать изображение.2.2.7 Испытательное оборудованиеДля домола ангидритового вяжущего применялась лабораторнаямельница вибрационная МВ-0,01, ООО «Вибротехцентр-КТ», сер.№ 0207.Для определения тонкости помола синтетического ангидритовоговяжущего применялся полуавтоматический аппарат для определения удельнойповерхности порошкообразных материалов аппарат Блейна ToniPerm Standart(рисунок 2.5)63Рисунок 2.5 – Полуавтоматический аппарат для определения удельнойповерхности порошкообразных материалов аппарат Блейна ToniPerm StandartДля испытания свойств модифицированных ангидритовых вяжущих изакладочных смесей на их основе использовалось стандартной оборудование подействующим ГОСТам – прибор Вика, вискозиметр Суттарда, стандартныеемкости объемом 1 литр, прибор для определения подвижности растворныхсмесей и прочее вспомогательное оборудование.Перемешивание закладочных смесей осуществлялось в автоматическомпрограммируемом растворосмесителе 65-L0006/AM, (изготовитель ControlsИталия, сер.

№11004458) (рисунок 2.6).Испытание образцов на сжатие осуществлялось на гидравлическомпрессе Controls 50-C8422 (диапазон измерений до 15 кН, 100 кН, 250 кН).Определение линейных деформаций выполнялось в соответствие стребованиями ГОСТ 23789-79.Определение величины рН смесей выполняли с помощью рН-метра pH150МИ (рисунок 2.7)64Рисунок 2.6 – автоматический программируемыйрастворосмеситель 65-L0006/AMРисунок 2.7 – рН-метр pH-150МИ65ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АНГИДРИТОВОГОВЯЖУЩЕГО НА ОСНОВЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ АНГИДРИТА3.1 Определение оптимального содержания K2SO4 и Ca(OH)2К2SO4 известен на практике как «стандартный активатор». Са(ОН)2применяют для восстановления щелочной среды в ангидритовом тесте.Целью исследований было установление оптимального соотношениямежду этими компонентами и получение на их основе базовой смеси длядальнейших исследований.

Соответствующие рецептуры приведены в таблице3.1.Таблица 3.1 – Составы для выбора базовых смесейНомерПриродныйВодаK2SO4Ca(OH)2составаангидрит[ml][M.-%][M.-%][g]1100382,50,12100382,50,23100382,50,34100382,50,55100381,50,36100382,00,37100383,00,3Дозировка сульфата калия принята от 1,5 до 3,0 массовых %. Так какрастворимость Са(ОН)2 при температуре 200 С составляет всего 1,7 г/л, такжепринята маленькая дозировка.На всех выбранных составах определяли сроки схватывания, степеньгидратации, прочность при сжатии и изгибе, а также величину рН.Результаты исследований по определению оптимального содержанияобобщены K2SO4 и Ca(OH)2 в таблице 3.2.Величина pH смесей находилась в зависимости от концентрации известив пределах 11,5...13,5.66Количество K2SO4 не влияло на pH.Номер составаpHНачалосхватывания[мин]Конецсхватывания[мин]Степеньгидратациичерез 28 сутокТаблица 3.2 – Определение оптимального содержания K2SO4 и Ca(OH)2111,53004721,34,110,20,71,53,90,44212,51562552,64,511,20,91,53,90,46313,01061584,25,812,71,21,74,00,47413,51041395,35,711,61,31,54,00,47513,01702504,45,910,81,21,53,30,45613,01201804,45,812,41,31,53,60,48713,01011504,16,211,11,31,73,40,43Rсж[МПа]Rизг*[МПа]3д7д28д3д7д28д* -Показатели свойств определены на влажных образцахУвеличение добавки извести сокращало время схватывания.

Особенноэто заметно при низких и средних концентрациях (0,1...0,3%) (рисунок 3.1).Самая высокая прочность отмечена при добавке 0,2...0,4% Ca(OH)2 и2,0...2,5% K2SO4 (рисунок 3.2). Характер зависимостей для Rсж и Rизг идентичен.При добавке 3,0% K2SO4 отмечен белее быстрый подъем Rсж в первые 7сут. твердения.67а)б)Рисунок 3.1 – Зависимость сроков схватывания от содержания K2SO4 иCa(OH)2: а) от содержания Ca(OH)2; б) от содержания K2SO468а)б)Рисунок 3.2 – Зависимость прочности на сжатие от содержания K2SO4 иCa(OH)2: а) от содержания Ca(OH)2; б) от содержания K2SO4При добавке 0,3% Ca(OH)2 и 2% K2SO4 больше ангидрита гидратируетсяв течение 28 сут. (рисунки 3.3). При этом степень гидратации достигает 0,48.69а)б)Рисунок 3.3 – Зависимость степени гидратации от содержания K2SO4 иCa(OH)2: а) от содержания Ca(OH)2; б) от содержания K2SO4Установлена оптимальная рецептура смеси активаторов 0,3% Ca(OH)2 и2% K2SO4, при которой отмечена самая высокая прочность и степеньгидратации.Расширение базовых смесей характеризуется величиной 0,14 мм/м через48часовгидратации.Частьувеличенияобъема,приходящаясяна70температурное влияние (повышение температуры в период гидратации на 1,650K) составляет 0,04 мм/м и не имеет существенного значения.3.2 Улучшение прочностных показателей вяжущего путем введениядополнительных сульфатовИсследования были расширены применением других сульфатов –KAl(SO4)2.12 H2O, Na2SO4,(NH4)2 SO4,CuSO4, FeSO4 .7H2O, MgSO4 .7H2O,ZnSO4.H2O, NaHSO4.H2O и KHSO4в количестве 0,3, 1,0 и 3,0%.

В расчетахнеобходимо учитывать гидратную воду. Составы этих смесей представлены втаблице 3.3.Таблица 3.3 – Составы для исследования влияния сульфатов на свойствабазовых смесейНомерсостава8*91011121314151617181920212223242526272829Природныйангидрит[г]100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100Вода K2SO4[мл] [M.-%]383838383838383838383838383838383838383838382222222222222222222222Ca(OH)2[M.-%]0,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,3Сульфатные активаторыВидКоличество[M.-%]0,3KAl(SO4)2·12H2O0,51,00,3Na2SO41,03,00,3(NH4)2SO41,03,00,3CuSO41,03,0FeSO4·7H2O0,31,03,00,3MgSO4·7H2O1,03,00,3ZnSO4·7H2O1,03,071303132333435100100100100100100383838383838222222Продолжение таблицы 3.30,3NaHSO4·H2O1,03,00,3KHSO41,03,00,30,30,30,30,30,3Исследовалось 3 группы вяжущих с содержанием извести 0,3%:Ссульфатами,которыесильноснижают(pH<7)KAl(SO4)2·12H2O; CuSO4, FeSO4·7H2O, NaHSO4·H2OС сульфатами, дающими среду (pH = 7...10) (NH4)2SO4, ZnSO4·H2OС сульфатами, которые незначительно или вообще не снижают (pH =10...14) Na2SO4, MgSO4·7H2O, KHSO4На всех составах определяли прочность при сжатии и изгибе, степеньгидратации, линейные деформации, рН, сроки схватывания.Результаты исследований приведены в таблице 3.4Таблица 3.4 – Свойства ангидритовых вяжущих при добавке в базовую смесьсульфатовСтепень гидратациичерезНачалосхватывания[мин]Конецсхватывания[мин]3д8*13,012018013,015,817,93,64,24,80,340,410,460,480,14910,52903759,813,218,02,83,94,90,240,360,450,490,26109,027434310,316,923,23,24,75,50,240,360,490,54-0,08117,0355228,937,038,36,07,07,90,540,720,770,795,901213,56710017,220,023,35,06,78,00,300,450,490,550,151314,0578223,025,830,05,76,37,00,360,470,530,630,211414,0497416,823,728,25,76,47,50,460,560,610,730,281512,02883488,814,520,23,04,96,90,220,350,440,500,171610,030038013,023,427,73,36,56,90,380,500,560,670,19179,03144059,518,821,23,75,46,20,500,610,660,660,401812,52002705,511,518,22,34,05,60,210,300,390,48-0,05199,5395127,738,439,96,59,59,60,540,700,770,790,73204,58811030,637,339,95,47,27,90,680,840,920,942,767д28д3д7д28д1д3д7д28дЛинейныедеформации[мм/м]pHRизг[МПа]Номер составаRсж[МПа]72Продолжение таблицы 3.42112,536238715,216,221,44,04,85,10,250,380,480,540,01227,06411422,725,230,56,57,37,50,520,630,670,700,04235,08414128,636,637,84,76,16,20,630,790,870,910,832410,532035013,817,422,63,74,75,70,280,400,470,520,342510,024730013,317,821,33,13,95,10,280,430,490,570,252610,027033111,516,421,72,73,74,60,450,530,580,630,322711,03003206,09,916,72,83,35,00,210,320,380,45-0,62287,5506020,030,935,44,35,15,70,520,680,730,750,94297,0506231,637,342,65,86,46,40,630,760,850,941,193012,518020312,018,322,53,95,25,90,270,400,470,540,15319,0607217,724,532,45,67,79,20,340,440,520,610,58326,0-**-**17,019,621,83,33,94,40,510,620,650,730,733312,518320011,515,821,72,74,45,40,250,370,460,480,263412,564996,016,016,74,86,56,90,420,560,600,60-0,093512,5-**-**-**-**-**-**-**-**-**-**-**-**0,65* -Исходная смесь (контрольная проба)** - Показатели вследствие процессов газообразования не определялисьДополнительно исследовали влияние сульфатов на свойства вяжущих приварьировании концентрации К2SO4 и Са(ОН)2.

Характеристики

Список файлов диссертации