Механоактивация в непрерывной планетарной мельнице.

Цитата
Петрович08 пишет: А вы искренне верите что после середины 20ого века было разработано что то новое в этом направлении?

Много, чего было...Я знаю, что "скоро" останутся только "буржуйские" технологии и материалы...

Несколько лет назад (когда мне это было интересно) я предлагал наши возможности по измельчению (любых материалов до любой тонины+механоактивации) некоторым специализированным "школам" Санкт-Петербурга бесплатно ("в обмен" за совместные публикации и тп).
В "одном месте" мне предложили заплатить за своё любопытство до 100 тыс.руб. за направление...
"Знание-Сила"!

Если рассматривать цемент, как самостоятельный материал, то я вижу два варианта:
1. Прерывистая гранулометрия с наименьшей пустотностью цемента.
2. Неприрывная гранулометрия с наименьшей пустотностью при наименьшей удельной поверхности цемента.
Если рассматривать цемент, как часть бетонной смеси, то гранулометрический состав надо корректировать в зависимости от наибольшего размера заполнителя и наименьшего размера наполнителя.

Цитата
stoper пишет: господа, поведайте - а ради чего всё это? В чём сакральный смысл и конечная цель? Получить красивую распечатку из-под электронного микроскопа?

В том-то как раз и дело!?
Каким образом гранулометрия цемента связана с последующими свойствами изделия.
А для этого нужно понимать какие изменения и каким образом они происходят с цементом от его начального состояния до конечного.
У меня следующее ИМХО по поводу начального кристаллообразования:
- частичка клинкера после обжига и помола, приобретая свой конечный размер и форму на своей поверхности несет потенциальную энергию.
- эта энергия конечная и она залог будущих изменений. Будущие изменения пропорциональны накопленной энергии.
- эта энергия распределена на поверхности неравномерно - существует градиент.
- с течением времени этот градиент выравнивается. Активность к будущим изменениям - снижается.
- так как у любой ломаной поверхности можно постулировать фактор кривизны поверхности, то можно сформулировать удельную плотность поверхностной энергии как отношение энергии к кривизне поверхности.
- таким образом можно обнаружить что градиент удельной плотности поверхностной энергии будет в сотни - тысячи раз больше градиента поверхностной энергии, собственно - пропорционально кривизне поверхности.
- а по скольку - градиенты - это движущая сила природы (природа всегда стремиться их нивелировать, те. выровнять), то именно в этом месте и должны начаться важные физико-химические изменения.
- избыток энергии природа потратит на связывание воды и образование новых кристаллических поверхностей.
- этих новых кристалличеких поверхностей будет образованно столько, сколько есть в окружении воды и на что хватает накопленной на поверхности частицы энергии и энергии полученной от химических реакций (они идут с выделением тепла)
- кристалл вырастет на столько длинным - на сколько хватит у него "сил" и "подходящих вокруг условий".
- этот процесс происходит в микрообласти - размер которой сопоставим с размером частицы и области близ нее, т.е. несколько мкм.
- нарастание плотности происходит мгновенно, это характеризует напряженно-деформированное состояние в этой области как всестороннее сжатие. Следовательно - вокруг этой области - растяжение.
- растяжение порождает зарождение и развитие микродефектов в виде трещин как правило с направлением будущего развития в плоскости перпендикулярной растяжению.
- в каком направлении растет кристалл и его новые кристаллические поверхности?
В сторону наибольшего градиента плотности поверхностой энергии.
- Если на его пути встречается "устье микро-трещины", а именно этом месте кривизна поверхности максимальная для близлежащих областей, то и удельная плотность поверхностной энергии - максимальна, то новыя кристаллические поверхности "залечат" этот микродефект
- однако другие микродефекты с меньшим градиентом - наиболее вероятно - остануться "незалеченными"..
- по скольку такие процессы не происходят одномоментно по всему объему вяжущего, а подчинены случайному процессу соответстующему случайному распределению более мелких частиц по объему вяжущего, то и процесс начального кристаллообразования - совершенно случайный процесс как по времени, так и в пространстве..
- таким образом - начальный момент кристаллообразования характеризуется очень большими градиентами различной природы, что с одной стороны - является движущей силой сех последующих физико-химических изменений (превращений), с другой стороны - закладывает основу будущих дефектов, собсвтенно которые и будут в будущем определять его физико-механические свойства.

Постепенно процесс начального кристаллообразования переходит к образованию первичной матрицы прочности.
Каким образом отдельные кристаллы с отростками фомируют эту матрицу прочности?
Ростущие кристаллы с отростками переплетаются с такими же кристаллами и поверхностями инертных материалов и их их дефектами, расположенными на их поверхностях.
Переплетаются в пространстве случайным образом, постепенно заполняя все пустое пространство между составными частями композита увеличивая плотность.

Если посмотреть на вид частиц цемента (фактор формы как у щебня) и учесть что гранулометрическое распределение размера частиц при обычном помоле - Гауссовское
нормальное распределение, то разумно предположить, что пустотность у такого "набора" порядка 40%-50%

Следовательно:
- практически 50% пространства нужно преодолеть новому кристаллу, чтобы "прицепться" к соседнему зерну вяжущего,
- это же какая кинетика (скорость) начального кристаллообразования должна быть, чтобы преодолеть 50% пустого пространства и все-таки начать образОвывать начальную матрицу прочности!??
- а сколько микродефектов будет порождено на этом "пути" и в таком высокоскоростном процессе!??
- сколько энергии будет потрачено буквально в пустую!??
- Будет ли в дальнейшем прочность нарастать или начнется деструкция!?

Более конструктивные вопросы:
- можно ли управлять процессом начального кристаллобразования не только во времени, но и в пространстве?
- можно ли многократно ускорить процесс начального кристалообразования и управлять этим процессом так, чтобы минимизировать образование микродефектов?
- можно ли инертное сделать НЕинертным?
- можно ли при всем этом еще и снизить себестоимость как вяжущего, так и изделия в конечном итоге?
- можно ли буквально - "под ногами" - найти все необходимые компоненты для вышеизложенного?

На все вопросы - один утвердительный ответ - "можно".
Их совокупный синергизм - впечатляет!!

Аминь!

Цитата
stoper пишет: господа, поведайте - а ради чего всё это? В чём сакральный смысл и конечная цель? Получить красивую распечатку из-под электронного микроскопа?

Оптимальная непрерывная гранулометрия цемента позволит:
- снизить водопотребность цемента;
- значительно снизить энергозатраты на смешивание его с водой, что особенно актуально для смесей с низким В/Ц;
- значительно увеличить устойчивость смеси к расслаиванию;
в свою очередь это все позволит получать стабильные высокие результаты, то есть позволит исключить или снизить до минимума разброс результатов, возникающий в следствии не достаточной гомогенизации смеси в процессе перемешивания. Поэтому конечная цель - высокие стабильные результаты при значительном снижении расхода вяжущего.

Цитата

Оптимальная непрерывная гранулометрия цемента позволит: - снизить водопотребность цемента; - значительно снизить энергозатраты на смешивание его с водой, что особенно актуально для смесей с низким В/Ц; - значительно увеличить устойчивость смеси к расслаиванию; в свою очередь это все позволит получать стабильные высокие результаты, то есть позволит исключить или снизить до минимума разброс результатов, возникающий в следствии не достаточной гомогенизации смеси в процессе перемешивания. Поэтому конечная цель - высокие стабильные результаты при значительном снижении расхода вяжущего.

Весьма достойный и понятный ответ. Завтра прокомментирую

Цитата
Игорь Ильин пишет: Хотя по тексту цитируемого патента - похоже, именно вместе они гадость эту мелят...Активируют или взаимно измельчают - неясно, тут пробовать да думать надо.

Некому у нас, Игорь Олегович, думать...да и незачем...

Цитата
Morfeus пишет: В том-то как раз и дело!? Каким образом гранулометрия цемента связана с последующими свойствами изделия. А для этого нужно понимать какие изменения и каким образом они происходят с цементом от его начального состояния до конечного. У меня следующее ИМХО по поводу начального кристаллообразования: . . .

Все Ваши рассуждения касаются механизма гидратации лишь идеализированного мономинерального цемента, а, как известно, он являются полиминеральным материалом, в котором скорость растворения составляющих кардинально разнится. При этом он (до кучи) содержит ряд добавок (химических и минеральных). Поэтому все гораздо сложнее и как Вы это учитываете?
Более того, частицы в цементе существенно отличаются по размеру, эдак в 200-300 раз, то есть часть из них мгновенно начнет взаимодействовать с водой, а другая даже не успеет «подумать» об этом, то как, собственно, Вы собираетесь

Цитата
управлять процессом начального кристаллобразования не только во времени, но и в пространстве?

?
А если учесть, что по свойствам наш российский цемент – нестабильный продукт, у которого активность может «плясать» в интервале 45…55 МПа (для ПЦ500), удельная поверхность от 2500 до 3500 см2/г и пр., то все становится еще сложнее.

Цитата
- практически 50% пространства нужно преодолеть новому кристаллу, чтобы "прицепться" к соседнему зерну вяжущего

Прицепится он не к зерну вяжущего, а встретится с таким же кристаллом, который растет из соседнего зерна.

Цитата

- это же какая кинетика (скорость) начального кристаллообразования должна быть, чтобы преодолеть 50% пустого пространства и все-таки начать образОвывать начальную матрицу прочности!?? - а сколько микродефектов будет порождено на этом "пути" и в таком высокоскоростном процессе!?? - сколько энергии будет потрачено буквально в пустую!?? - Будет ли в дальнейшем прочность нарастать или начнется деструкция!?

Тем не менее, процессом кристаллообразования управлять можно. В общем случае, начало, полнота и скорость этого кристаллообразования зависят от градиента концентрации гидратирующегося вещества. И чем выше этот градиент, тем быстрее протекает кристаллообразование, тем меньше накапливаются микродефекты, и тратится энергия впустую.
Впрочем, иногда приходится жертвовать целостностью и бездефектностью структуры ради достижения некоторых технических результатов.

Цитата
Более конструктивные вопросы: - можно ли управлять процессом начального кристаллобразования не только во времени, но и в пространстве? - можно ли многократно ускорить процесс начального кристалообразования и управлять этим процессом так, чтобы минимизировать образование микродефектов?

Можно и особенно в наполненных цементных системах. И здесь степень гидратации будет выше, чем в системах на основе чисто клинкерных цементов. И микродефектов явно поубавится.

Цитата
- можно ли инертное сделать НЕинертным?

Можно. Инертное (т.е. химически не взаимодействующее с водой, а также с исходниками и продуктами гидратации вяжущего), например, может определять ход кристаллообразования по механизму эпитаксиального срастания.

Цитата
- можно ли при всем этом еще и снизить себестоимость как вяжущего, так и изделия в конечном итоге? - можно ли буквально - "под ногами" - найти все необходимые компоненты для вышеизложенного?

УУУУ, как можно. Одному производственнику посоветовал заменить 50 % вяжущего дешевым наполнителем. При этом прочность конечного продукта на основе этого «разбавленного» вяжущего оказалась в 1,5 раза выше прочности широко распространенного аналога. Самое интересное, что наполнитель «валялся» в 200 метрах от его производства. Вот смеху то было!!!
Воистину «под ногами» надо искать, далеко не ходить!!! Точнее, знание – сила!!!

Цитата
Андрей Баринов пишет: Получается, что бетоны твердеющие в условиях ТВО, должны иметь значительно меньше микродефектов , по сравнению с бетонами твердеющими в нормальных условиях???

да, это касается любых дефектов при правильно подобранном и соблюдаемом режиме ТВО.
Однако, химия+ТВО творит ещё большие чудеса (говорю о бетоне, уплотняемом на виброплощадках и вибраторами)

Цитата
Morfeus пишет: Как раз наоборот! Процесс начального кристаллообразования так и остается случайным и неоднородным как по времени, так ии по положению в пространстве. А управлять умеют только временем - замедляя кинетику начального кристаллообразования. Аминь!

А как же плотная упаковка? Этим никто (ессно кроме вас) не умеет управлять (или пользоваться)?

Цитата
Predator пишет: По сему, пути увеличения прочности бетона те же - упаковка (измельчение относится сюда), химия(лигирование) и, с вашего позволения, механохимия.

А чем механохимия принципиально отличается от указанных Вами путей "измельчения" и "легирования".

Уважаемый olvik,
вы наверно достаточно внимательно прочитали названный 21 апреля Игорем Ильиным патент 2434822, и сможете сообщить, насколько этот патент ограничивает общедоступные рецептуры. Чего нам теперь нельзя делать? И чего нельзя было и до того? Не придётся ли теперь даже мельчайшим фирмам патентовать любой свой состав? Наедет этот Лафарж, и доказывай потом что ты не верблюд...
И вообще, осталось ли ещё что-то что можно делать, не вляпавшись в запатентованные ими и другими достаточно широкие пределы рецептур и технологий.
Полного ответа конечно не дадите, но сообщите пожалуйста своё мнение.