Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Согласно данным анализа среднее содержание СО 2 в исходном Cu-Ni-шлаке составило 0,015 +0,005 %. Для образцов этого шлака после МА в воздушной среде и углекислом газе содержание СО 2 составило 0,12 +0,02 и 0,81 +0,03 % соответственно. Эти результаты согласуются с данными ИК-спектроскопии, которые приведены на рис. 2. Отчетливо видно, что в ИК-спектре Cu-Ni-шлака, измельченного в углекислом газе, присутствует двойная полоса с максимумами при 1410 и 1540 см-1, которая относится к валентным колебаниям карбонатной группы, образующейся в результате механосорбции СО 2 [12, 13]. Результаты калориметрического исследования гидратации образцов механоактивированного Cu-Ni- шлака, затворенного растворами жидкого стекла с модулем 1,5 и 2,0, представлены на рис. 3 и 4 соответственно. Измерения проводились с помощью изотермического теплопроводящего калориметра “TAM Air” при 27 оС, масса образцов геополимеров составила 7 г. Из приведенных на рис. 3 и 4 данных следует, что гидратация Cu­ Ni-шлака, механоактивированного в СО2, начинается раньше и протекает более интенсивно по сравнению со шлаком после МА в воздушной среде. Рис. 3. Скорость тепловыделения при гидратации образцов Cu-Ni-шлака, механоактивированного в воздушной среде и в СО 2 , затворенного раствором жидкого стекла с модулем 1,5 Рис. 4. Скорость тепловыделения при гидратации образцов Cu-Ni-шлака, механоактивированного в воздушной среде и в СО 2 , затворенного раствором жидкого стекла с модулем 2 ,0 Ускоренная гидратация механохимически карбонизированного Cu-Ni-шлака способствует росту прочности геополимеров на его основе. Образцы геополимеров готовились смешением механоактивированного шлака и жидкого стекла с модулем 1,5. Расход щелочного активизатора составил 3 мас. % Na2O в составе жидкого стекла по отношению к массе шлака. Для шлака после МА в СО 2 прочность геополимеров при сжатии в возрасте 1, 7 и 28 сут составила 54, 77 и 94 МПа соответственно. Прочность для шлака после МА в воздушной среде равнялась 51, 75 и 81 МПа соответственно. Аналогичные данные получены при изучении гидратации Zn-шлака, механоактивированного в воздушной среде и в СО 2 в течение 3 мин (центробежный фактор 40 g). По данным РФА в составе Zn-шлака присутствует значительная доля аморфной фазы, а основной кристаллической фазой является вюстит FeO (PDF N6-615) — рис. 5. Как и в случае Cu-Ni-шлака (рис. 1), вид рентгенограмм механоактивированного Zn-шлака для двух сред МА практически одинаков. В ИК-спектре Zn-шлака после МА в СО 2 (не приведен) также появляется двойная полоса поглощения карбонатной группы с максимумами при 1535 и 1415 см-1. Скорость тепловыделения при гидратации образцов Zn-шлака, механоактивированного в СО 2 и затворенного 6 M раствором NaOH, заметно выше, чем для шлака после МА в воздушной среде (рис. 6 ). Данные получены с использованием калориметра “TAM Air” при 27 оС. Образцы готовили смешением 7 г шлака с 3,5 мл раствора гидроксида натрия. Как следует из рис. 6 , МА Zn-шлака в углекислом газе приводит также к ощутимому росту интегральной теплоты гидратации. Это указывает на повышение реакционной способности Zn-шлака в результате его механохимической карбонизации. С использованием Zn-шлака, механоактивированного в воздушной среде и в СО2, и 6 M раствора NaOH были приготовлены образцы геополимеров (расход щелочного агента - - 3 мас. % Na 2 O). Как и в случае Cu-Ni- шлака, МА Zn-шлака в углекислом газе привела к повышению вяжущих свойств геополимера. Прочность при сжатии в возрасте 1, 7, 28 сут составила 11, 57, 74 МПа (МА в воздушной среде) и 23, 59, 8 8 МПа (МА в СО 2 ) соответственно. Для Cu-Ni-шлака было проведено также исследование влияния атмосферы МА на его гидратацию без применения химических активизаторов. Образцы готовились с использованием шлака, механоактивированного на воздухе и в СО 2 в течение 5 мин, и дистиллированной воды. Соотношение вода : шлак составило 0,23. Как и следовало ожидать, без использования щелочного активизатора гидратация шлака по данным калориметрических измерений (рис. 7) протекает существенно медленнее по сравнению с гидратацией в составе 834