SWorld - 2-12 October 2012

SWorld - 2-12 October 2012
http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/conference/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/oct-2012
SCIENTIFIC RESEARCHES AND THEIR PRACTICAL APPLICATION. MODERN STATE AND WAYS OF DEVELOPMENT ‘2012,
Доклад/Технические науки – Химические технологии
УДК 543.54
Ломаченко Д.В.
МОДИФИКАЦИЯ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА
ПРОЦЕССЫ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова,
Россия, Белгород ул. Костюкова д. 46, 308012
UDC 543.54
Lomachenko D.V.
ADSORBTION PROPERTIES MODIFICATION AND THEIR INFLUENCE
ON COMPOSITE MATERIALS GRINDING PROCESESS
Belgorod Shukhov State Technological University,
Russia, Belgorod, Kostykov str. 46, 308012
В данном докладе рассматривается взаимосвязь между влиянием
адсорбционных свойств добавок и измельчением композиционных материалов
на основе цемента. Установлено, что более эффективная адсорбция добавок
способствует большей интенсификации процесса измельчения.
Ключевые слова: измельчение, адсорбция, композиционные материалы на
основе цемента.
In this report examines the relationship between the influence of the adsorption
properties of additives and milling of composite materials based on cement. Found
that the more effective adsorption of additives promotes greater intensification of the
grinding process.
Key words: grinding process, adsorption, composite materials based on cement
Помол цемента является довольно затратной стадией производства в
промышленности строительных материалов. В настоящее время ученые всего
мира пытаются найти оптимальные условия, при которых бы достигалась
наилучшая тонкость помола и затрачивалось наименьшее количество энергии.
Одним из факторов, влияющих на процессы измельчения цемента, является
введение различных добавок, интенсифицирующих процесс помола. Именно от
их
коллоидно-химических
свойств
этих
добавок
во
многом
зависит
интенсификация процесса измельчения и, следовательно, конечная стоимость
продукции. В работе рассмотрено влияние адсорбционных свойств добавок на
основе отхода производства резорцина [1] (в дальнейшем ДР-3) и добавки на
основе лигносульфоната технического (в дальнейшем ЛСТ) на процесс помола
шлакопортландцементного вяжущего с содержанием шлака 35% и 60%
соответственно. Адсорбция поверхностно-активных веществ при измельчении
твердых тел приводит к частичному насыщению свободных химических связей
на поверхности тела, препятствуя смыканию трещин. Для исследования
механизма адсорбции на границе раздела раствор-твердое тело использовались
два
образца
содержащего
композиционного
разные
количества
шлакопортландцементного
доменного
вяжущего,
гранулированного
шлака.
Адсорбция добавки на дисперсных материалах изучалась спектрометрическим
методом по убыли концентрации исследуемых материалов в дисперсионной
среде после установления равновесия адсорбции.
А*106 г/г
7
6
5
4
3
2
Цемент/Шлак 65/35 с ДР-3
Цемент/Шлак 65/35 с ЛСТ
Цемент/Шлак 40/60 с ДР-3
Цемент/Шлак 40/60 с ЛСТ
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
С*102, %
Рис. 1. Адсорбция добавок на частицах композиционного вяжущего на
границе раздела раствор-твердое тело
Предварительными исследованиями было показано, что адсорбционное
равновесие
устанавливается
центрифугирования
в
определялась
течение
нескольких
оптическая
минут.
плотность
После
раствора.
По
калибровочному графику определяли концентрацию вещества и строились
изотермы адсорбции (рис.1). Как видно из рисунка изотермы представляют
собой кривые, характерные для мономолекулярной адсорбции. Заполнение
монослоя при использовании добавки происходит при концентрации добавки
ДР-3 0,04-0,05% в то время как для добавки ЛСТ данные значения составляют
0,1-0,12% масс %. При этом емкость монослоя (максимальная величина
адсорбции) для добавки ДР-3 значительно выше чем для ЛСТ, что позволяет
сделать вывод о том, что добавка ДР-3 в большей степени адсорбируется на
частицах цемента и мела по сравнению с ЛСТ. Характер кривых адсорбции
позволяет говорить об идентичности механизма адсорбции на частицах
композицонного вяжущего с содержанием шлака. Тем не менее, добавка в
большей степени адсорбируется на частицах цемента, поскольку максимальная
величина адсорбции выше для композиционного вяжущего с меньшим
содержанием шлака.
Взаимосвязь
между
интенсифицирующей
портландцементного
изменением
способностью
клинкера
коллоидно-химических
подтвердилась
ЗАО
при
«Осколцемент»,
свойств
и
измельчении
доменного
гранулированного шлака и исследуемых добавок исходя из ГОСТ 10175-85.
Помимо клинкера в мельницу вводился гипс в количестве 5% для
регулирования сроков схватывания. Время помола для всех образцов –
постоянно. Количество вводимых добавок варьировалось от 0,02 до 0,08 %
(табл. 1). Указанные данные позволяют сделать вывод о том, что добавка ДР-3
обладает большей интенсифицирующей способностью
при условии ее
использовании в качестве интенсификатора помола по сравнению с добавкой
ЛСТ.
Таблица 1
Удельная поверхность измельченного портландцемента
с добавками (м2/кг)
Содержание Добавка
цемент/шлак,
%
65/35
40/60
Концентрация, %
0
0,02
0,04
0,06
0,08
ДР-3
232,1
257,2
298,4
296,3
296,2
ЛСТ
232,1
246,8
257,3
258,3
257,1
ДР-3
212,1
230,8
244,3
244,0
243,4
ЛСТ
212,1
220,1
226,6
226,1
226,7
Кроме этого установлена взаимосвязь между коллоидно-химическими
свойствами добавок и их влиянием на процесс измельчения цемента. Так,
добавка ДР-3 обладающая большей эффективностью при измерении ее
активности на границе раздела фаз твердое тело – газ и в большей степени
адсорбируясь на частицах по сравнению с добавкой ЛСТ, обеспечивает
значительно большую интенсификацию процесса измельчения вяжущего.
Литература:
1. Lomachenko D.V. The influence of quantity of slag on cement properties
with using DR-3 addition/ D.V. Lomachenko, N.P. Kudeyarova // Zbornik radova
građevinsko-arhitektonskog fakulteta №25. – Niš, 2010. – P. 151-156. ISSN 14522845