Фазово-структурная гетерогенность и активность поверхности порошков полиминеральных песков

Автор: Морозова Марина Владимировна, Айзенштадт Аркадий Михайлович, Акулова Марина Владимировна, Фролова Мария Аркадьевна

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Технологии производства строительных материалов и изделий

Статья в выпуске: 2 т.14, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. При создании различных по составу композиций важную роль играет величина удельной поверхности (Sуд), степень кристалличности и активность поверхности (ks). Возрастание величины Sуд тесно связано с изменением степени кристалличности порошков горных пород, величина которой характеризует свойства наполнителей. Реакционная способность высокодисперсного материала может определяться величиной ks, позволяющей количественно охарактеризовать переход потенциальной энергии, накопленной горной породой в процессе генезиса, в свободную поверхностную энергию за счет активации поверхности сырья. Поэтому определение функциональной взаимосвязи между параметрами, характеризующими реакционную способность порошков горных пород, является актуальной задачей. Методы и материалы. В качестве сырьевых материалов выбраны четыре месторождения полиминеральных песков. Для получения высокодисперсных порошков пробы измельчали методом сухого диспергирования. Удельную поверхность высокодисперсных систем горных пород определяли методом сорбции газа, по теории БЭТ. Степень кристалличности рассчитывали, исходя из рентгеновской дифрактограммы образцов. Результаты и обсуждение. Определенные величины удельных поверхностей для высокодисперсных горных пород показали, что месторождения «Кеницы» и «Нехтское» обладают наибольшими значениями Sуд. Исследование фазово-структурной гетерогенности образцов показало значительное увеличение в составе всех исследуемых образцов содержания аморфной фазы. При этом степень кристалличности для исследуемых песков уменьшается от 14 до 25%. Таким образом, пески месторождений «Кеницы» и «Нехтское» обладают повышенным энергетическим потенциалом, так как способны образовывать большее количество аморфной фазовой составляющей. Построена функциональная взаимосвязь между активностью поверхности и долей аморфной составляющей (с) для высокодисперсных песков, была охарактеризована математическим выражением вида ks = 21•10-6•с+0,58•10-6. Выявленная зависимость демонстрирует взаимосвязь между параметрами фазово-структурной гетерогенности и активностью поверхности тонкодисперсных образцов. Заключение. Полученные экспериментальные результаты показали, что механическое диспергирование, за счет разрушения кристаллической решетки материала и образования активной аморфной фазы, способствует активации сырья. Технологическим фактором является время помола, способствующее уменьшению степени кристалличности песков примерно со скоростью от 0,46 до 0,96 % в минуту. Данный факт связан с размолоспособностью кристаллической структуры минералов, составляющих полиминеральные опытные образцы, и текстурой сырья. Эти характеристики отражаются в величине активности поверхности тонкодисперсных систем изучаемых горных пород.

Еще

Полиминеральные пески, удельная поверхность, степень кристалличности, аморфная составляющая, активность поверхности

Короткий адрес: https://readera.org/142234146

IDR: 142234146

Список литературы Фазово-структурная гетерогенность и активность поверхности порошков полиминеральных песков

  • Толстой А.Д. Мелкозернистый бетон повышенной прочности // Строительные материалы и изделия. 2020. 3 (1). 39–43.
  • Кожухова Н.И., Строкова В.В., Чижов Р.В., Кожухова М.И. Методика оценки реакционной активности алюмосиликатов кислого состава с нанокристаллической структурой // Строительные материалы и изделия. 2019. 2 (3). 5–11.
  • Boucedra A., Bederina M., Ghernouti Y. Study of the acoustical and thermo-mechanical properties of dune and river sand concretes containing recycled plastic aggregates // Construction and Building Materials. 2020. 256: 119447.
  • Гавшина О.В., Яшкина С.Ю., Яшкин А.Н., Дороганов В.А., Морева И.Ю. Исследование влияния дисперсных добавок на сроки схватывания и микроструктуру высокоглиноземистого цемента // Строительные материалы и изделия. 2018. 1 (4). 30–37.
  • Danilov V. E., Ayzenshtadt A.M., Frolova M. A., Tutygin А.S. Dispersion Interactions as Criterion of Optimization of Cementless Composite Binders // Inorganic Materials: Applied Research. 2018. 9 (4): 767–771.
  • Клюев С.В., Клюев А.В., Шорстова Е.С. Фибробетон для 3-D аддитивных технологий // Строительные материалы и изделия. 2019. 2 (4). 14–20.
  • Федюк Р.С., Мочалов А.В. Вопросы управления структурообразованием композиционного вяжущего // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2018. 2 (51). 2–10.
  • Чернышева Н.В., Шаталова С.В., Евсюкова А.С., Фишер Х.Б. Особенности подбора рационального состава композиционного гипсового вяжущего // Строительные материалы и изделия. 2018. 1 (2). 45–52.
  • Шошин Е.А., Строкова В.В., Козлов Н.А., Грибков Д.С. Повышение эффективности цементных бетонов за счет применения композиционного вяжущего с силикат-кальциевой дисперсией // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2019. 4 (57). 22–29.
  • Вешнякова Л.А., Айзенштадт А.М., Фролова М.А. Оценка поверхностной активности высокодисперсного сырья для композиционных строительных материалов // Физика и xимия обработки материалов. 2015. 2. 68–72.
  • Вешнякова Л.А., Дроздюк Т.А., Айзенштадт А.М., Фролова М.А., Тутыгин А.С. Поверхностная активность кремнесодержащих горных пород // Материаловедение. 2016. 5. 45–48.
  • Гришина А.Н., Королёв Е.В. Эффективность модифицирования цементных композитов наноразмерными гидросиликатами бария // Строительные материалы. 2015. 2. 72–76.
  • Глезер А.М. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходство, различия, взаимные переходы Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 2002. 5. 57–63.
  • Дроздюк Т.А., Айзенштадт А.М., Фролова М.А., Рама Шанкер Верма. Минераловатный композит с использованием сапонит-содержащих отходов горнодобывающей промышленности // Строительные материалы и изделия. – 2020. 3 (3). 21–27.
  • Sokolova Y.V., Ayzenshtadt A.M., Strokova V.V. Evaluation of dispersion interaction in glyoxal/silica organomineral system // Journal of Physics: Conference Series. 2017. 929(1): 012110.
  • Binnewies M., Milke E. Thermochemical Data of Elements and Compounds // Hannover. Germany: Wiley-VCH. 2002: 928.
  • Абрамовская И.Р., Айзенштадт А.М., Лесовик В.С., Вешнякова Л.А., Фролова М.А., Казлитин С.А. Расчет энергоемкости горных пород – как сырья для производства строительных материалов // Промышленное и гражданское строительство. 2012. 10. 23–25.
  • Данилов В.Е., Королев Е.В., Айзенштадт А.М., Строкова В.В. Особенности расчета свободной энергии поверхности на основе модели межфазного взаимодействия Оунса–Вендта–Рабеля–Кьельбле // Стротельные материалы. 2019. 11. 66–72.
  • Морозова М.В., Айзенштадт А.М., Акулова М.В., Фролова М.А., Шаманина А.В. Оценка возможности использования порошков полиминеральных кремнеземсодержащих песков в качестве гидрофобизирующего покрытия // Нанотехнологии в строительстве. 2021. 13 (4). 222–228. DOI: 10.15828/2075-8545-2021-13-4-222-228.
Еще
Статья научная