ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние внешних воздействий на образование коагуляционных структур глинистых минералов из "Физико-химическая механика дисперсных минералов" Действие внешних сил, прикладываемых к дисперсиям глинистых минералов в процессе образования или преобразования коагуляционной структуры, равно как и катионный обмен и составление смесей, является одним из основных факторов, с помощью которых можно достичь значительных изменений ее механических свойств. [c.174] В связи с этим в настоящей главе рассмотрены воздействия на дисперсии глинистых минералов механической, ультразвуковой, гидротермальной, термической, нейтронной обработки и магнитного поля. [c.174] Весьма распространенным, особенно в технике, методом регулирования свойств глинистых паст является механическая обработка. В результате такой обработки в объеме изделий образуется анизотропная структура, особенности строения которой должны соответствовать заданным технологическим параметрам. Минерал палыгорскит, имеющий волокнистое или игольчатое строение кристаллов, представляет особый интерес для изучения влияния ориентации частиц на изменение структурно-механических свойств его водных паст [1]. [c.174] ПЛОСКОСТЯХ, параллельных плоскости сдвига, перешла из пятого [7, 8] в третий структурно-механический тин (рис. 88). [c.175] Сравнивая величины условного модуля деформации для неориентированного и ориентированных образцов паст палыгорскита, можно убедиться в том, что ориентация частиц приводит к некоторому увеличению сил молекулярного взаимодействия [8]. [c.176] Обработка глины в ленточном прессе в результате перемина-ния в цилиндре и движения в головке с различными скоростями по сечению потока изменяют свойства ее коагуляционной структуры. [c.177] При сравнении структурно-механических характеристик массы из споидиловой глины до обработки и после одно- и двукратного прохождения ее через ленточный пресс (табл. 45, рис. 89) наблюдается значительное увеличение модуля медленной эластической деформации 2, а после двукратной обработки — и модуля быстрой эластической деформации Е, пластичности Рк, и уменьщение эластичности Я и периода истинной релаксации 0ь Масса переходит из пятого в четвертый структурно-механический тип. [c.177] Объемная анизотропия структурно-механических свойств является причиной известного явления — различия величин усадок кирпича-сырца по длине, ширине и толщине, а следовательно, и различия величин внутренних напряжений, приводящих к свилеобразованию и трещиноватости кирпича. [c.178] Ультразвуковое воздействие, сопровождаемое в жидких средах благодаря явлению кавитации весьма высоким давлением и температурой, является одним из наиболее интенсивных механических воздействий. [c.178] Для исследования действия ультразвука на дисперсии глинистых минералов и глин были выбраны глинистые минералы и глины с различными свойствами коагуляционных структур и устойчивостью глуховецкий и глуховский каолиниты, часовъярская глина, черкасские монтмориллонит, палыгорскит, палыгорскит-монтмориллонитовая глина и гидрослюда. [c.178] Применялся ультразвук со следующими характеристиками частота колебаний 19,5 кгц, амплитуда переменного ультразвукового давления 6 атм, амплитуда колебаний частиц дисперсной фазы 2,42 мк, амплитуда ускорения частиц 3,6-10 см-секг . [c.178] Структуры водных дисперсий монтмориллонита возвращаются в область пятого структурно-механического типа. [c.179] Рентгеиоструктурный анализ монтмориллонита свидетельствует о наличии в нем интенсивного базисного рефлекса =15,1 А. Его профиль отражения (04) близок к симметричному, что указывает на относительную упорядоченность структуры минерала. Обработка ультразвуком в первый период времени (до 8,5 мин) вызывает изменение дифракционной картины рефлексов от пирамидальных плоских сеток. [c.179] Профиль рефлексов (04), (02) по мере увеличения времени озвучивания становится более диффузным и с максимумом со стороны меньших углов отражения. Такие изменения свидетельствуют об увеличении дисперсности и несовершенства кристаллической решетки. [c.179] Электронномикроскопические снимки образцов (рис. 91) показывают, что ультразвуковое воздействие вызывает уменьшение размеров частиц до 0,01—0,2 мк вместо 0,03—0,3 мк. При этом контуры частиц как бы размываются, они становятся хлопьевидными, а затем происходит их разрушение. Через 8,5 мин поле зрения электронного микроскопа заполнено хлопьевидными частицами одинаковых размеров. [c.179] Результаты структурно-механического, рентгеноструктурного и электронномикроскопического анализов приводят к следующим соображениям относительно механизма действия ультразвуковых колебаний иа образование коагуляционных структур монтмориллонита. [c.180] По-видимому, ультразвуковые колебания, диспергируя частицы, создают настолько большое увеличение свободной поверхностной энергии (в 17 раз), что возросшие силы молекулярного взаимодействия начинают препятствовать дальнейшему разрушению кристаллов. При этом, очевидно, создается синхронность движения, определяехмая частотой и амплитудой колебаний, размерами и распределением частиц. Диспергация прекращается. Полученная коагуляционная структура является наиболее совершенной. [c.181] Черкасская палыгорскит-монтмориллонитовая глина. Ультразвуковые воздействия вызывают в суспензии этой глины увеличение быстрых и медленных эластических деформаций и уменьшение пластических (см. рис. 90). Суспензия, однако, остается в третьем структурно-механическом типе. Вначале (1,5 мин) происходит значительное уменьшение пластичности и условного модуля деформации и увеличение эластичности, периода истинной релаксации и коэффициента устойчивости (см. табл. 46). В дальнейшем (1,5 — 6 мин) все структурно-механические характеристики, кроме пластичности, постепенно увеличиваются. На седьмой минуте 10%-ная суспензия приобретает сметанообразную консистенцию. Происходит резкий скачок всех структурно-механических констант с увеличением энергии связи в 12 раз. При этом эластичность становится наименьшей, снижаются также медленные эластические деформации и возрастают быстрые эластические. [c.182] Результаты обработки ультразвуком исследованных глин аналогичны образуется новая коагуляционная структура, устойчивая по отношению к ультразвуковому воздействию. Однако действие ультразвука на процесс образования структур и свойства образованных структур различно для различных глин. В суспензии палыгорскит-монтмориллонитовой глины в первый период (1,5 мин) происходит разрушение первичных агрегатов и перераспределение водных оболочек. Это сопровождается увеличением эластических деформаций и значительным уменьшением величин структурно-механических констант и условного модуля деформации. Почти одновременно начинается диспергирование пакетов монтмориллонита, которое приводит их на седьмой минуте к предельному разрушению и освобождает для образования коагуляционной структуры около 60—80% суммарной энергии связи, ранее не участвовавшей в образовании коагуляционной структуры. Одновременно, преимущественно вдоль каналов по оси с, происходит диспергирование кристаллов палыгорскита, которое образует большое число нарушений кристаллической решетки и высвобождает дополнительные резервы энергии для образования коагуляционной структуры. [c.183] Таким образом, действуя на водные дисперсии глинистых минералов, ультразвук разрушает их коагуляционные структуры, способствует равномерному распределению водных оболочек, диспергирует частицы самих минералов (монтмориллонита и палыгорскита) и образует новые минеральные агрегаты повышенной прочности. Тип глинистого минерала и совершенство его кристаллической структуры при данных параметрах ультразвукового воздействия определяют ход процесса изменения дисперсной фазы и свойства образующейся коагуляционной структуры. [c.184] Вернуться к основной статье