|
48 нормального распределения случайных величин имеют различные размеры достаточно широкого спектра, от крупных до весьма мелких. В присутствии жидкой фазы, частицы более тонких фракций, согласно Г. Хыолетту и В. Оствальду, менее устойчивы, чем крупной. Они постепенно растворяются, а крупные частицы растут за счет вещества тонкой фракции. Происходит упрочнение существующей первичной структуры, а также возможно возникновение контактов кристаллизации между несвязанными кристаллами. В отличие от формирования первичной структуры, которая возникает в первые часы твердения, вторая стадия процесса протекает медленно в течение нескольких месяцев или лет, в зависимости от условий твердения системы. Количественное описание твердения дисперсной системы двуводного гипса, состоящей из двух монофракций (крупной и мелкой), по безгидратационному механизму приводится в монографии А. Ф. Полака, В. В. Бабкова и В. П. Андреевой [89,91]. Для описания процесса твердения гипсовой системы можно применить формулу А. Н. Щукарева. Тогда с учетом механизма растворения частиц, по Г. Хыолетту, описание кинетики рассматриваемой системы может быть осуществлено следующим образом: йг = К:Е.З:20(г1 20)2/3(с. с)сИ; (2.2) с1у=Ку Еу Зу у0 (у1у0 )2 П (с-су )Л; (2.3) -с1х=Кх Ея 8х х0 (х/х0 )2 П (ся -с)Л. (2.4) Где х, у, 2 текущее содержание двуводного гипса мелкой (.*) и крупной (у) фракции, полуводного гипса (2), г/см3; Кх, К}, К. константы скоростей процессов, см/с; с* с= концентрации раствора на поверхности фаз, г/см3; с концентрация в объеме раствора; 5» 8. исходные удельные поверхности фаз, см /г; х0, у о. г0исходное содержание двуводного (х0,уо) и полуводного гипса (г0) в начале процесса, г/см3; Е, (7 = х, у, 2) = ехр [А1 (1 <2х/0] фактор, отражающий влияние температуры на скорости процессов в системе, кДж/моль; Лх, А)у А~ значения безразмерной энергии активации процессов растворения и роста; С)о, (2 условная и фактическая температура системы, К; / время, с. |
служить поверхность частиц двуводного гипса (х близко к 0), что обуславливает возможность образования двумерных зародышей гидрата на поверхности ДГ. После окончания процесса гидратации ПГ наступает вторая стадия твердения системы. К этому моменту времени сформировалась первичная пространственная структура, обладающая некоторой начальной прочностью. В системе также имеются частицы исходного ДГ, не связанные в структуру. Поскольку предварительной обработке порошок ДГ не подвергался, частицы в соответствии с законом нормального распределения случайных величин имеют различные размеры достаточно широкого спектра, от крупных до весьма мелких. В присутствии жидкой фазы, частицы более тонких фракций, согласно Г. Хьюлетту и В. Оствальду, менее устойчивы, чем крупной. Они постепенно растворяются, а крупные частицы растут за счет вещества тонкой фракции. Происходит упрочнение существующей первичной структуры, а также возможно возникновение контактов кристаллизации между несвязанными кристаллами. В отличие от формирования первичной структуры, которая возникает в первые часы твердения, вторая стадия процесса протекает медленно в течение нескольких месяцев или лет, в зависимости от условий твердения системы. Количественное описание твердения дисперсной системы двуводного гипса, состоящей из двух монофракций (крупной и мелкой), по безгидратационному механизму приводится в монографии А. Ф. Полака, В. В. Бабкова и Е. П. Андреевой [89, 91]. Для описания процесса твердения гипсовой системы можно применить формулу А. Н. Щукарева. Тогда с учетом механизма растворения частиц, по Г. Хьюлетту, описание кинетики рассматриваемой системы может быть осуществлено следующим образом: -г&-К,Е,5,г„(г/*0)м(с, -<№; (2.2) Лу-К,Е,Е,у0(у1уа)11'(с-с,)<11\ (2.3) » * * ~<Ь=КхЕя$ххй(х{х0)3,\ся-суи. (2.4) Где х, у, г текущее содержание двуводного гипса мелкой (.х) и крупной (у) фракции, полуводного гипса (г), г/см3; Кх, Ку Кг константы скоростей процессов, см/с; с„ Су, сг концентрации раствора на поверхности фаз, г/см3; с концентрация в объеме раствора; исходные удельные поверхности фаз, см7г; хо, Уо> *о ~ исходное содержание двуводного (хо, Уо) и полуводного гипса (2о) в начале процесса, г/см3; Е1 (7 = х, у, т) ехр [А{ (7 (2о/(2] фактор, отражающий влияние температуры на скорости процессов в системе, кДж/моль; А„ Ар А2 значения безразмерной энергии активации процессов растворения и роста; Оо, О условная и фактическая температура системы, К; г время, с. Из уравнений следует, что скорость процессов растворения и роста элементов рассматриваемой системы зависит от исходной концентрации вещества, удельной поверхности, константы скорости процесса и градиента концентрации раствора на поверхности частиц и в объеме раствора. Т.е. при прочих равных условиях процесс твердения характеризуется изменением концентрации вещества в объеме раствора. Кривая изменения концентрации вещества в объеме раствора с учетом механизма растворения частиц, по Г. Хьюлетту, показана на рис. 2.2. После затворения вяжущего водой концентрация вещества в растворе быстро возрастает до значения, при котором возможно образование устойчивых зародышей гидрата. Поверхность растущих кристаллов и их число увеличиваются, и в некоторый момент времени достигается равенство между скоростью поступления и скоростью отвода вещества, далее наблюдается снижение концентрации, соответствующее преобладанию скорости отвода над скоростью поступления растворенного вещества. После полного растворения вяжущего концентрация по мере гидратации снижается и приближается к значению растворимости гидрата при данной температуре, процесс гидратации завершается. Учитывая, что растворимость ДГ зависит от его удельной поверхности, и растворимость тонкой фракции ДГ может достигать вы52 |