Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 9
1.1. Анализ мелкоштучных стеновых материалов. 9
1.2. Способы формования изделий из мелкозернистого бетона 12
1.3. Анализ сырьевых материалов применяемых для приготовления мелкозернистого бетона 14
1.3.1. Вяжущие вещества 14
1.3.2. Заполнитель для мелкозернистого бетона 17
1.3.3. Добавки к мелкозернистым бетонам 22
1.4. Методы активации сырьевых компонентов 27
1.4.1. Методы активации цемента 27
1.4.2. Методы активации заполнителя 31
1.4.3. Методы активации воды. 34
Выводы 37
2. Методы исследования и применяемые материалы 39
2.1. Характеристика использованных материалов 39
2.2. Методы исследований 43
2.2.1. Рентгенофазовый анализ 43
2.2.2. Дифференциальный термический анализ 44
2.2.3. Изучение морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ 44
2.2.4. Определение гранулометрии веществ 47
2.2.5. Определение текучести суспензий 49
2.2.6. Исследование реологических свойств 51
2.2.7. Определение содержания коллоидного компонента методом центрифугирования 51
2.2.8. Цементо- и водопотребность мелкого заполнителя 53
2.2.9. Изучение свойств бетонных смесей 55
3. Теоретические предпосылки использования отхозов алмазообогащения (ОАО) архангельской алмазоносной провинции (аап) в строительном материаловедении 57
3.1. Состав и свойства ОАО ААП 58
3.1.1. Геохимическая систематика кимберлитов Архангельского региона 64
3.1.2. Форма и морфология кимберлитов ААП 67
3.1.3. Исследование влияния качества ОАО
как заполнителя мелкозернистого бетона 75
3.2. К возможности использования ОАО в качестве компонента комплексных вяжущих веществ 75
Выводы 78
4. Разработка составов и технологии композиционных вяжущих веществ и мелкозернистых бетонов 80
4.1. Высококонцентрированная водная суспензия как активная минеральной добавки содержащей наноразмерные частицы 81
4.1.1 Изготовление высококонцентрированных водных суспензий кварца 84
4.1.2. Исследование свойств ВКВС 85
4.2. Разработка композиционного вяжущего на основе ВКВС 89
4.2.1. Подбор состава композиционного вяжущего на основе ВКВС кварцитопесчаника 91
4.2.2. Подбор состава композиционного вяжущего на основе ВКВС кварцевого песка 93
4.3. Оценка влияния количества ВКВС на свойства композита 96
4.3.1. Анализ новообразований при введении ВКВС в цементный камень 96
4.3.2. Анализ влияния длительного воздействия высоких температур на свойства композита 100
Мелкозернистые бетоны на основе отходов алмазодобывающей промышленности 101
4.4.1. Методика расчета мелкозернистого бетона 101
Выводы 105
5. Технология производства скц и технико- экономическое обоснование результатов исследования 108
5.1. Свойства стеновых камней цементных 108
5.2. Технология производства стеновых камней цементных 114
5.3. Технико-экономическое обоснование внедрения
результатов исследований 118
Выводы 122
Общие выводы 124
Библиографический список 126
Приложения 142
- Анализ сырьевых материалов применяемых для приготовления мелкозернистого бетона
- Изучение морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ
- Геохимическая систематика кимберлитов Архангельского региона
- Высококонцентрированная водная суспензия как активная минеральной добавки содержащей наноразмерные частицы
Введение к работе
Актуальность. В связи с освоением месторождений Архангельской алмазоносной провинции планируется увеличение темпов промышленного и гражданского строительства, что будет способствовать повышению спроса на качественные и доступные по цене стеновые строительные материалы, технология которых может быть освоена предприятиями малого и среднего бизнеса
Сырьевая база природного песка, учитывая геологическое строение данной территории, ограничена В то же время при обогащении алмазов образуется значительное количество отходов алмазообогащения (ОАО) Предлагается производство стеновых камней цементных (СКЦ) с использованием в качестве заполнителя ОАО и для снижения расхода наиболее дорогостоящего компонента - цемента высококонцентрированных водных суспензий (ВКВС) кварца
Диссертационная работа выполнена в рамках НТО Министерства образования РФ «Методологические основы рационального использования техногенного сырья в промышленности строительных материалов» (шифр 03 01 055) и тематического плана госбюджетных НИР Федерального агентства по образованию РФ, проводимого по заданию Министерства образования РФ и финансируемого из средств федерального бюджета на 2004-2008 гг
Цель работы. Повышение эффективности производства стеновых камней цементных из мелкозернистого бетона с учетом использования композиционных вяжущих на основе ВКВС кварца и отходов алмазообогащения
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи
изучение вещественного состава и строения отходов алмазообогащения как сырья для получения мелкозернистых бетонов,
разработка составов и исследование свойств многокомпонентных вяжущих веществ с использованием высококонцентрированных водных суспензий кварца и разработка технологии производства стеновых камней цементных с использованием мелкозернистых бетонов на основе композиционных вяжущих веществ и отходов алмазообогащения,
- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в учебном процессе и для промышленного внедрения
Научная новизна Предложены принципы повышения эффективности СКЦ, за счет управления процессами структурообразования в системе «клинкерные минералы - ВКВС - вода» заключающиеся в том, что нано-дисперсные составляющие ВКВС, способствующие более раннему связыванию Са(ОН)2, интенсифицируют процесс гидратации клинкерных минералов При этом изменяется состав, свойства и характер новообразований, о чем свидетельствуют данные РФА и РЭМ В цементном камне с ВКВС уменьшается количество портландита и алита, увеличивается количество мелких кристаллогидратов
Выявлены особенности изменения реологических свойств суспензий в зависимости от вида и генетических особенностей кварцевого компонента, заключающиеся в том, что в отличие от ВКВС кварцевого песка, которая проявляет типичные дилатантные свойства, ВКВС кварцитопесчаника имеет тиксотропно-дилатантный характер течения и содержит наибольшее количество наночастиц, что объясняется типоморфными особенностями кварцитопесчаника, дефектностью его кристаллической решетки, наличием газовых включений, флюидов и минералообразующей среды, т е кварци-топесчаник является генетически активированным материалом
Установлены особенности микроструктуры цементного камня с оптимальной дозировкой ВКВС, характеризующиеся более плотной упаковкой новообразований При этом крупные частицы ВКВС выполняют роль микронаполнителя, снижают усадочные деформации, способствуя улучшению эксплутационных характеристик композита
Выявлена закономерность изменения прочностных показателей композитов на основе ВКВС в условиях длительного воздействия высоких температур, заключающаяся в том, что прочность цементного камня с содержанием оптимального количества ВКВС практически в два раза выше прочности контрольных образцов
Практическое значение работы Разработана методика оценки качества песка как мелкого заполнителя бетона, заключающаяся в определении соотношения прочности образцов мелкозернистого бетона состава цемент-
5 песок (1 4) на основе исследуемого заполнителя к прочности мелкозернистого бетона на песке Вольского месторождения
Разработаны составы композиционных вяжущих на основе высококонцентрированных водных суспензий кварца
Предложены составы мелкозернистых бетонов на основе отходов алма-зообогащения ААП и композиционных вяжущих веществ для производства стеновых камней цементных
Внедрение результатов исследований. Для внедрения результатов работы при производстве стеновых камней цементных на основе предложенных составов разработаны следующие нормативные документы
технические условия «Заполнитель мелкий для бетона из отходов ал-мазообогащения Архангельской алмазоносной провинции»,
технологический регламент на «Изготовление стеновых камней цементных»
Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270106, 270114, что отражено в учебных программах дисциплины «Строительные материалы и изделия» Изданы методические указания «Оценка качества песков» к выполнению лабораторных работ для студентов дневного и заочного обучения специальности 270106
Апробация работы Основные положения диссертационной работы представлены на Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (г Белгород, 2005), Международной научно-практической конференции «Наука и технология строительных материалов состояние и перспективы развития» (г Минск, 2005), III Международной научно-практической конференции «Проблемы экологии наука, промышленность, образование» (г Белгород, 2006), Международной научно-практической конференции «Строительный комплекс России наука, образование, практика» (г Улан-Удэ, 2005), Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения)» (г Белгород, 2007)
Публикации. По материалам и результатам исследований опубликовано^ работ, в том числе 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ На защиту выносятся.
методика оценки качества песка как мелкого заполнителя бетона,
закономерности изменения реологических характеристик ВКВС в зависимости от кварцевого компонента,
особенности структурообразования в системе «клинкерные минералы -ВКВС-вода»,
составы композиционных вяжущих на основе высококонцентрированных водных суспензий кварца,
закономерность изменения прочностных показателей композитов на основе ВКВС в условиях длительного воздействия высоких температур,
составы мелкозернистого бетона на основе отходов ОАО,
результаты внедрения
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, включающего 25 таблиц, 33 рисунка и фотографии, список литературы из 143 наименований, 4 приложения
Анализ сырьевых материалов применяемых для приготовления мелкозернистого бетона
Мелкозернистый бетон отличается повышенным расходом вяжущего, это связано с тем, что с уменьшением крупности заполнителя возрастает его удельная поверхность, что ведет к увеличению суммарного объема цементного теста для смазки, это, в свою очередь, требует существенного изменения водоцементного отношения [5]. Поэтому при производстве изделий из мелкозернистого бетона в качестве вяжущего целесообразно применять вяжущее низкой водопотребности (ВНВ) и тонкомолотый цемент (ТМЦ).
ВНВ получают путем интенсивной механохимической обработки портландцемента или его смеси с минеральной добавкой в присутствии порошкообразного суперпластификатора.
Повышение физико-механических показателей бетонов на основе ВНВ можно объяснить улучшением их структурных характеристик. Установлено, что цементный камень и бетон из ВНВ имеют относительно низкую пористость, в них практически отсутствуют крупные капиллярные поры [16].
Это же подтверждается авторами [17], которые говорят о том, что структурные характеристики цементного камня из ВНВ имеют существенные отличия от камня на основе традиционного портландцемента, заключающиеся в значительном уменьшении общего объема пор и отсутствии крупных капиллярных и воздушных пор. Следовательно, характер поровой структуры цементного камня предопределяет в первую очередь его прочность. Это и является следствием низкого водоцементного отношения.
Там же отмечается, что новообразования в цементном камне из ВНВ представлены в основном в виде тоберморитоподобных фаз и низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (I), характеризующихся наибольшей стабильностью структуры во времени. Продолжительные наблюдения свидетельствуют о планомерном росте прочности бетона без каких-либо аномалий в кинетике набора прочности независимо от расхода ВНВ и исходного низкого значения В/Ц. Отличительная особенность этих бетонов по сравнению с традиционными заключается в более интенсивном наборе прочности в начальные сроки твердения.
Особые свойства ВНВ Долгополов Н.Н. объясняет механическим внедрением супермелких частиц суперпластификатора (СП) в микротрещины и микрощели цементных зерен [18, 19]. По его мнению, измельчение частиц цемента вызывает нарушение их сплошности и образование дополнительных микротрещин и дислокаций кристаллической решетки. Порошкообразное ПАВ концентрируется прежде всего в зоне микротрещин. Принимая тот факт, что реакция гидратации относится к гетеродиффузной области Долгополов Н. Н. предполагает, что кинетика гидратации (нарастание прочности) зависит от скорости проникновения воды к микротрещинам, блокированным частицами ПАВ. Поэтому он считает, что не «смазывающий» эффект порошкового С-3, распределенного на частицах цемента, и не химическое взаимодействие СП с частицами цементного клинкера являются причиной улучшенных свойств цементного камня, а именно повышенного адгезионного сцепления цемента в контактной зоне с заполнителем, оптимальной поровой структуры с пониженным количеством крупных капилляров, высокой коррозионной стойкости. Основная причина позитивного влияния - это фиксация сульфогрупп молекул СП в микротрещинах частиц, ускоряющая гетерогенный процесс гидратации вяжущих при очень низких В/Ц.
Использование ТМЦ и ВНВ в бетонах высокой плотности за счет использования СП, помимо положительных, имеет, по мнению ряда ученых, и отрицательные последствия.
На негативные последствия, возникающие в результате использования низких В/Ц отношений, еще в 1980 г. указывал Волженский А.В. [20, 21].
Его результаты опытов с гипсом и цементом свидетельствовали о понижении прочности во времени вследствие исчерпания порового пространства для размещения гидросиликатного геля в соответствии с теоретическими представлениями Пауэрса Т.
На основе анализа данных Волженского А.В. и других исследований по длительному твердению цементных и цементно-песчаных растворов Бабков В.В., Полак А.Ф., Комохов П.Г. приходят к выводу, что поведение систем, способных к быстрому упрочнению за счет высокой дисперсности вяжущего или низкого В/Ц, связано с их неполноценностью по долговечности. Быстрый рост прочности обеспечивается ускоренным ростом относительно объемной концентрации гидратной связки в пространстве и достигается, во-первых - ускорением гидратации, во-вторых - за счет высокой исходной концентрации клинкера и, соответственно, малого межзернового пространства [22].
Однако, данные опасения относительно использования бетонов с СП при низких В/Ц находятся в противоречии с практикой производства высокопрочных бетонов за рубежом. Хотя срок службы бетонов прочностью 70 - 80 МПа при строительстве небоскребов составляет около 10 лет, сомневаться в долговечности бетона у западных специалистов, вероятно, нет оснований [23].
В целом, использование ВЫВ в значительной степени повышает эффективность использования цемента в бетоне, а также позволяет: - дополнительно на 15-25% снизить водопотребность смесей по сравнению с традиционным способом; - при необходимости отказаться от термообработки бетона или существенно сократить ее продолжительность; - сократить расход цемента; - значительно повысить качество бетона и железобетона [16].
Изучение морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ
При существующей технологии промышленного применения цемента его вяжущие свойства используются не полностью. Один из путей увеличения выпуска бетонных и железобетонных изделий и повышение их прочности без дополнительных затрат вяжущих материалов - активация воды.
В начальной стадии технологического процесса при изготовлении конгломератной смеси вода выполняет функцию пластифицирующего компонента, но по мере уплотнения и формирования смеси и конгломерата с се активнейшим участием происходит структурообразование [102].
Известно, что молекула воды, ввиду ее особого строения, не является нейтральной, а обладает сравнительно большим дипольньш моментом, что и обуславливает хорошие ее растворяющие способности. Существует гипотеза, что в интервале температур выше 273 К структура воды не является однородной и стабильной; наряду с комплексами и кластерами, имеющими определенную структуру, куда входят несколько молекул, в ней содержаться микрообъемы с беспорядочно движущимися одиночными молекулами воды. Причем одновременно протекают процессы разрушения кластеров и их образования. Известна континуальная структура воды.
Кластеры (Н20)п - это система из большого числа слабо связанных атомов или молекул. Кластеры имеют значительно большие размеры по сравнению с молекулами, которые внутри подобных образований нейтральны и неактивны. Кроме того, дипольные моменты самих кластеров с п = 2-6, по данным Б.В. Дерягина, близки к нулю. Такая структура воды существенно снижает ее проникающую и растворяющую способность, степень гидратации цемента и прочность бетона. Поэтому любые воздействия на воду, разрушающие кластеры до одиночных молекул, увеличивающие подвижность, дипольные моменты молекул и ориентирующие их определенным образом, а также вызывающие диссоциацию молекул, будут способствовать повышению активности воды, степени гидратации цементных зерен и прочности материала.
Многочисленные опыты подтверждают это. Так, превращение воды в снег и применение в дальнейшем снеговой воды для затворения бетонной смеси стабильно повышает прочность бетона на 8-15%. Это объясняется тем, что сразу после таяния снега вода еще не успевает приобрести кластерную структуру, а состоит, по-видимому, в большей степени из одиночных молекул, которые более активны по сравнению с кластерами. Но со временем активность снеговой воды исчезает из-за изменения ее структуры. Такое явление наблюдается и при превращении воды в пар, затем в конденсат, который используется для приготовления бетонной смеси.
Интересные результаты получаются при применении воды, подвергнутой электролизу [103]. Вода подвержена электролитической диссоциации (точнее, электролитической ионизации) в соответствии с уравнением 2Н20 = ОН з + ОН и распадом ее молекул на ионы ОН + и ОН с появлением в ней нестойких ионов оксония Нз01+. В результате непрерывно изменяется активность водной среды по отношению к твердой дисперсной фазе, особенно к минеральному вяжущему веществу [102]. В экспериментах электролиз воды осуществлялся с помощью постоянного электрического тока силой 0,5-2,8 А в течение 90-110 мин, в результате чего значение рН у катода достигалось 11-12. Такую воду и использовали для затворения бетонной смеси, что приводило к стабильному повышению прочности бетона на 28-30% при различных В/Ц. При прочих равных условиях введение в воду перед электролизом поваренной соли в количестве 3-4% способствовало повышению прочности материала в 1,7 раз, что является значительным резервом использования потенциальных возможностей вяжущих. Это объясняется тем, что в процессе электролиза происходит не только разрушение кластеров воды, но и диссоциация ее молекул, что значительно повышает их проникающую и растворяющую способность, степень гидратации зерен цемента и прочность бетона. Наряду с этим, здесь проявляется и влияние щелочности среды и ионов натрия на процесс твердения композитов [103].
Активизация воды с повышением ее энтропии может осуществляется не только введением определенных доз электролитов. Другие методы, подобно солям, могут влиять на структуру воды с внесением в нее ионов, образованием дополнительных мономерных молекул за счет разрыва водородных связей и т.п. В частности, к таким методам могут быть отнесены: магнитная обработка воды; облучение рентгеновскими лучами с образованием свободного гидроксиля ОН и водородного атома II (не иона!) по реакции Н20= Н + ОН; использование радиоактивных изотопов и другие [102].
Геохимическая систематика кимберлитов Архангельского региона
Дериватограммы образцов были получены на дериватографе Q-1500. Программный нагрев печей осуществлялся электронным термонагревателем от 20 до 1000 С со скоростью 20С/мин. Температура (Т) измерялась платиновой термопарой с точностью ±5С. Регистрация сигнала осуществлялась на бумаге четырехканальным самописцем со скоростью развертки 2,5 мм/мин. Разность температур (AT) между изучаемым веществом и эталоном, пропорциональная тепловому эффекту, записывалась в виде кривой ДТА (чувствительность 500 мкВ). Одновременно с ДТА кривой шла запись кривой потери веса (ТГ) и ее производной (ДТГ) (чувствительность 500 мкВ). Вес проб - 113 мг. Точность взвешивания составляла ±0,05 мг.
Микроструктурные исследования и количественный анализ микроструктуры образцов проводились с помощью программно-аппаратного комплекса, включающего высокоразрешающий растровый электронный микроскоп (РЭМ) «Хитачи-8-800», совмещенный с персональным компьютером. Для анализа использовался специально разработанный пакет программ автоматической обработки РЭМ-изображений «STIMAN», позволяющий получать практически все морфологические показатели микроструктуры (размер и форму структурных элементов, их ориентацию в пространстве), а также оценивать величину пористости и удельной поверхности.
Одним из важнейших моментов при исследовании микроструктуры с помощью РЭМ является подготовка образцов. В связи с тем, что камера образцов РЭМ находится в глубоком вакууме, образцы перед изучением их микроструктуры должны быть полностью обезвожены. Среди специальных методов сушки наиболее эффективен метод вакуумной морозной (сублимационной) сушки. Суть метода заключается в «мгновенном» замораживании влажных образцов при температуре жидкого азота (-196С). При этом вся поровая влага, не успев раскристаллизоваться, переходит в твердое псевдоаморфное состояние. Такой переход не сопровождается объемным расширением образующейся фазы и не вызывает каких-либо разрушений микростроения образца. Затем замороженные образцы переносят в вакуумную камеру сублимационной установки, где высушиваются при нужных отрицательных температурах за счет сублимации замерзшей влаги в вакууме.
Для получения качественного изображения в РЭМ применялась методика термического напыления образцов в вакууме. Для этого предварительно наносилась тонкая (1-2 им) электропроводная углеродная пленка, а затем проводилось напыление пленки золота толщиной 10-20 нм.
При проведении качественного анализа микроструктуры образцов искусственных композитов были выполнены следующие основные требования:
1. При подготовке образцов для анализа реальная микроструктура не была искажена, т.е. получена ненарушенная поверхность, в максимальной степени отражающая реальную микроструктуру образца.
2. Выбранный режим работы РЭМ, обеспечивал получение изображений, с одной стороны в максимальной степени отражающих истинную микроструктуру образца, а с другой - отвечающих формальным требованиям анализа, то есть получению бинарного (черно-белого) изображения.
Перед распространением результатов, полученных по одному «точечному» определению на весь образец, была установлена однородность микроструктуры.
Анализ микроструктуры строительных материалов по РЭМ-изображениям был реализован с помощью пакета прикладных программ «STIMAN» [106]. Данный метод позволяет проводить исследование микроструктуры по серии разномасштабных изображений, охватывающих весь диапазон изменения размеров имеющихся в породе структурных элементов. Анализу предшествует тестирование микроструктуры на однородность [107]. Если микроструктура оказывается однородной, то результаты анализа отражают усредненные значения показателей микроструктуры всего образца. Если при тестировании оказывается, что микроструктура породы неоднородна, то получаемые результаты соответствуют микроструктуре только в данной конкретной точке.
Алгоритм проведения анализа микроструктуры по их РЭМ-изображениям с помощью программы «STIMAN» включает следующие операции. 1. Выбор случайного участка поверхности образца, номер которого задается генератором случайных чисел. 2. Выбор режима работы РЭМ и типа изучаемого элемента изображения (пора или частица). 3. Съемка и оцифровка РЭМ-изображений с требуемым разбиением. 4. Последовательный обход каждого структурного элемента на изображении.
Высококонцентрированная водная суспензия как активная минеральной добавки содержащей наноразмерные частицы
Бетоны конца XX века отличаются от классических бетонов своей многокомпонентностью [133], что серьезно усложняет исследование влияния каждого из компонентов на условия синтеза новообразований формирования структуры и текстуры материала в целом. А без этих знаний невозможно эффективно управлять проектированием и технологией производства бетона и железобетона.
В настоящее время внимание исследователей привлечеЕю к разработке эффективных способов активации веществ и процессов. Важнейшими факторами, влияющими на прочность вяжущего, являются дисперсность и содержание наполнителя в вяжущем. Введение наполнителей требуемой дисперсности и активности позволяет экономить до 60 % и более цемента без ущерба для механических свойств изделий с одновременным повышением стойкости и других эксплуатационных свойств.
Природа и свойства наполнителя оказывают существенное влияние на качество смешанного вяжущего. Теоретические предпосылки наполнения цементного теста базируются на представлениях о неполной гидратации клинкерных минералов и длительной сохранности в цементном камне оставшихся ядер цементных зерен, играющих в результате роль наполнителей. Поэтому является возможным заменить клинкерные наполнители другими минеральными включениями, обеспечив при этом условия более глубокой гидратации цемента (например, увеличением дисперсности). В качестве наполнителей портландцементов применяют тонкомолотые кварцевые пески в количестве 20-50 % по массе, тонкомолотые добавки магнезита, хромита, талька (до 10%), шамота, соединений бария для производства жаропрочных цементов, доменные шлаки (60%), известняки (до 50%), глияжи, вулканические шлаки (до 60 %) и другие минералы и горные породы [134, 135-139].
Решением вопросов использования наполнителей занимались и занимаются многие исследователи: В.А. Кинд, В.Ф. Журавлев, О.В. Кунцевич и Е.Е. Россинский (ЛИИЖТ); А.В. Волженский и Л.Н. Попов (МИСИ); И.П. Александрии, И.Н. Ахвердов, Б.Г. Скрамтаев, Ф.М. Ли, А.Е. Комар, В.И. Соломатов, В.Н. Выровой и др.
Выбор и назначение наполнителей в основном зависит от их химической активности. Активность наполнителей связывается в основном с их физико-химическим участием в тех или иных процессах. В то же время введение наполнителей, которые можно представить как частицы дисперсной фазы с другими показателями поверхностного натяжения, чем элементарные структурные элементы вяжущего, изменяют энергетическое состояние дисперсной системы [140].
В данной работе в качестве минеральной добавки содержащей наноразмерные частиц использовалась высококонцентрированная водная суспензия кварца (ВКВС).
Технология получения ВКВС в общем случае состоит в тонком измельчении исходного материала, совмещении его с дисперсионной средой (вода, в ряде случаев с добавками электролитов - разжижителей) и дополнительной стабилизации ВКВС посредством регулирования показателя рН электролитами (коллоидно-химический принцип), механическом гравитационном перемешивании (реологический принцип) или сочетании указанных способов. Для наиболее изученных и распространенных ВКВС, эффективным способом их получения является мокрое измельчение -процесс, при котором совмещаются стадии как измельчения твердой фазы, так и ее совмещения с дисперсионной средой [141].
При мокром измельчении высококонцентрированных суспензий протекают сложные процессы, обусловливающие не только достижение заданной дисперсности, но и механохимические эффекты активации частиц дисперсной фазы [142]. Основная задача при получении ВКВС состоит в создании литейной системы, проявляющей вяжущие свойства. Последние определяются комплексом характеристик (объемная доля, дисперсность, показатель рН, вязкость и др.), формирующихся непосредственно в процессе мокрого измельчения и корректирующихся при последующей стабилизации.
В этом состоит основное отличие методов мокрого помола при получении ВКВС от обычного мокрого помола минеральных материалов, где, как правило, рассматриваются вопросы кинетики процесса и контрольным параметром является дисперсность [141, 143]. В технологии ВКВС проявляется общая закономерность, состоящая в том, что большинство из факторов, определяющих вяжущие свойства получаемых суспензий (повышенная концентрация и температура при помоле, оптимальные условия разжижения и растворимости, полидисперсность и др.), оказывают в то же время и интенсифицирующее влияние на скорость мокрого измельчения. Характерно, что при измельчении ВКВС в режиме высокой концентрации возрастает степень полидисперсности твердой фазы ВКВС, что оказывает положительное х10000 х50000
