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

При изучении динамики фазообразования на начальных стадиях гидратации непрерывную съемку рентгенограмм твердеющих цементов проводили на дифрактометре высокого разрешения Rigaku “Ultima IV” в интервале углов 20 от 5 до 60 о со скоростью 2 о/мин в автоматическом режиме в течение 22 ч. Температура образцов во время съемки составляла 22-24 оС. Количественный фазовый анализ твердеющих смесей выполняли методом Ритвельда с помощью программы Topas 4.2 [9]. На рисунке 1 представлены зависимости удельной поверхности (£уд.) ПЦ и минеральных добавок от продолжительности их раздельной МА. Степень диспергирования изученных компонентов изменяется в ряду: НК > ХО > ТК ~ ПЦ ~ шлак > ЖРК. 1200 1000 800 ы 5 Ч 600 со 400 200 0 100 150 200 250 300 Время МА, с Рис. 1. Зависимость удельной поверхности (£уД.) ПЦ и минеральных добавок от времени раздельной МА Изменение £уд. порошков зависит от скоростей двух противоположно направленных процессов — разрушения частиц и их агрегации [10]. Скорость диспергирования для всех компонентов композиций закономерно снижается с увеличением продолжительности МА (рис. 1), что свидетельствует об усилении процессов агрегации. Известно, что при МА в аппаратах повышенной мощности кинетика диспергирования имеет свои особенности. На начальном этапе МА скорость роста £уд. обратно пропорциональна твердости и прочности веществ. Однако при больших энергонапряженностях, что характерно для планетарных мельниц, очень быстро размер частиц снижается до значений, при которых образование трещин и хрупкое разрушение прекращается. В результате начинает усиливаться образование агрегатов частиц и связанный с этим переход в состояние пластического течения, в ходе которого интенсивно генерируются дефекты, ответственные за реакционную способность материала (дислокации, точечные дефекты и др.) [11]. Твердости всех главных компонентов смешанных цементов находятся в достаточно узком интервале 5,5-7,0. Это означает, что ход кривых £уд. (рис. 1 ) в основном определяется процессами агрегации и пластического течения, которые зависят от структурно-химических особенностей минеральных фаз. Наибольшей склонностью к агрегации, по-видимому, обладает ЖРК, а наименьшей - - НК. При МА всех изученных композиций по данным рентгенофазового анализа происходит снижение интенсивностей и уширение рефлексов исходных твердых фаз, новых соединений не обнаружено. На рис. 2 для примера приведена рентгенограмма исходного и механоактивированного ТК. Степень аморфизации после механической обработки, оцененная по соотношению высоты пиков исходного и механоактивированного ТК, составляет приблизительно 50 %. Зависимости относительной прочности при сжатии (Ксж) образцов композиций, включающих ТК, шлак и НК, в средние (28 сут) и дальние (360 или 220 сут) сроки твердения от содержания в ней минеральной добавки приведены на рис. 3-5 соответственно. Прочность выражена в процентах по отношению к прочности образца бездобавочного ПЦ, механоактивированного в таких же условиях и твердевшего в течение такого же времени. Выявлены следующие тенденции. Для композиций, содержащих шлак (рис. 4), НК (рис. 5) и ХО (данные не приведены), при определенных соотношениях компонентов наблюдаются значения Ясж выше 100 %. Другими словами, несмотря на «разбавление» ПЦ, прочность в абсолютном значении возрастает. Наиболее отчетливо это выражено для композиции с НК (рис. 5), для которой синэргетический эффект проявляется как в случае средних, так и дальних сроков твердения, а оптимальное содержание добавки составляют 20-30 %. 839