Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

Р е зу л ь т а ты Предварительную механоактивацию (МА) гипса проводили в планетарной центробежной мельнице марки ЛАИР-0,015 при соотношении масс шаров к гипсу 80 : 1, ускорении 35 g, продолжительности механоактивации 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 4 мин. Механической активации подвергали двуводный гипс, содержащий более 90 % фракции крупностью более 0,060 мм. «Сухой» режим обработки выбран для механоактивации потому, что именно при нем достигается максимальное накопление дефектов в структуре, так как исключается эффект Ребиндера, способствующий снятию внутренних напряжений. Фазовый состав образцов гипса после МА приведен в табл. 1. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 163-167. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 163-167. Таблица 1 Фазовый состав образцов гипса после МА Исх. Продолжительность МА, мин Фаза 0,5 1,0 1,5 2 4 Содержание фаз, % Ca S O4- 2 H 2 O (gypsum) 100 91,1 ± 0,1 91,5 ± 0,1 88,4 ± 0,1 91,0 ± 0,1 38,2 ± 0,1 Ca S O4- 0,5 H 2 O - 8,9 ± 0,1 8,5 ± 0,1 11,6 ± 0,1 9,0 ± 0,1 61,8 ± 0,1 Явного образования воды после МА исходного гипса в течение 1-2 мин не обнаружено. Тогда как у образца после 4 мин этот факт был отмечен. Рентгенофазовый анализ (РФА) образцов после 0,5-2 и 4 мин механообработки показал конверсию гипса в полугидрат с 9,0-11 до 61,8 % соответственно. При обработке 4 мин уже появляется свободная вода (61,8 % дигидрата перешло в полугидратную форму). Далее образцы подвергли выщелачиванию: тнавески= 5 г; т:ж = 1:10; реагент — дистиллированная вода; t = 97-100 °С;ів = 4 ч. Характеристики продуктов выщелачивания приведены в табл. 2. Таблица 2 Характеристики продуктов выщелачивания Продолжительность МА, мин Исх. 0,5 1,0 1,5 2 4 Цвет осадка Белый Белый Белый Белый Белый с сероватым оттенком Белый с бежевым оттенком Фазовый состав осадка, % CaSO4 2 H 2 O (gypsum) 95,9 ± 0,1 17,4 ± 0,1 7,1 ± 0,2 0,6 ± 0,1 97,9 ± 0,0 18,4 ± 0,1 Ca S O 4 0,5 H 2 O 4,1 ± 0,1 65,9 ± 0,1 84,5 ± 0,2 89,7 ± 0,1 2,1 ± 0,0 81,6 ± 0,1 Ca S O 4 Н/о 16,8 ± 0,1 8,3 ± 0,1 9,8 ± 0,1 Н/о Н/о Структурные характеристики гипса по РСА Di, D 0 — размеры областей когерентного рассеивания соединения, А 1062 538,5 446,5 422,0 422,8 494,3 Si, So— среднеквадратичная микродеформация соединения % 0,19 0,34 0,25 0,19 0,13 0,11 Количество запасенной энергии AEdкДж/моль 0 408,0 312,3 999,5 738,2 888,9 AEs+ AE s кДж/моль 0 4,706 5,607 5,812 6,030 4,707 Примечание. Eiatt= 18161,93 кДж/моль (определена методом Ферсмана (20)); Vmol = 74,78 см3/моль; Esurf = 0,907 Дж/м2 и E y = 110 ГПа (определены по методике, изложенной в работе [21]). Для исходного гипса степень конверсии в полугидрат составила 4,1 %. Механоактивация исходного гипса в течение 0,5 мин обеспечивает конверсию гипса на ~83 %. При этом в осадке 65,9 % в виде полугидрата и 16,8 % в виде ангидрита. Увеличение продолжительности МА до 1 мин сопровождается увеличением степени конверсии гипса на 10 %, а доля полугидрата возрастает до 85 %. Дальнейшее увеличение продолжительности МА до 1,5 мин приводит к степени конверсии гипса до 99,4% и максимальному содержанию полугидрата в осадке - - 89,7 %. © Богатырева Е. В., Генкин М. В., Евтушенко А. В., Комков А. А., 2023 165