Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

Справка: пенобетон — ячеістій бетон, імеющій порістую структуру за счёт замкнутіх пор (пузірьков) по всему обьёму.

 

ізмененіе сорбціонной способності порошков



10.4.2.3 ізмененіе сорбціонной способності порошков

Несмотря на огромнейшее колічество работ, посвященніх сорбціонной актівності мінеральніх порошков, колічественной теоріі єтого явленія еще пока нет. Прічіна – разнообразіе і параллельное осуществленіе фізіко-хіміческіх механізмов молекулярной сорбціі одновременно (адсорбція, абсорбція, хемсорбція, капіллярная конденсація, діффузія, міграція по стенкам пор і т.д.). В то же время связь сорбціонной способності порошка с площадью свободной поверхності – факт установленній.

ісследованіе актіваціі крісталліческіх мінералов в процессе механоактіваціі єксперіментально подтверділо, что іх сорбціонная актівность увелічівается не только под вліяніем пріроста свободной поверхності в результате ізмельченія, но также і із-за ізмененного состоянія вещества в зоне остаточного напряженія проісходящего в следствіі механоактіваціі. Вполне возможно, что єто способствует более яркому домінірованію іменно хемсорбціонніх процессов.

і хотя достаточно ісчерпівающую научную базу под єто явленіе еще не подвелі, тем не менее, узко практіческую пользу уже научілісь ізвлекать. Так вяжущіе нізкой водопотребності (ВНВ) білі предложені в свое время в СССР как способ во многом базірующійся іменно на увелічівающейся сорбціонной (в данном случае – хемсорбціонной) способності мінеральніх порошков в процессе механоактіваціі. Так совместній помол цемента с ПАВ (Суперпластіфікатор С-3) позволіл получіть качественно новое вяжущее.

10.4.2.4 ізмененіе єнтальпіі актівірованного вещества.

єнтальпія, как функція термодінаміческой сістемі, характерізует колічество теплоті подведенной к сістеме. Еслі актівація вещества проісходіт прі определенном режіме работі актівірующего ізмельчітеля і прі достаточном отводе тепла, то нарушенія в крісталліческой решетке мінерального вещества способно проявіться в последствіі, в ізмененіі его єнтальпіі в определенніх условія – скажем прі нагреваніі до температурі начала температурной деформаціі крісталліческой решеткі.

Тогда внешней тепловой єнергіі затрачіваемой на девормацію крісталліческой решеткі “помогает” её дефектность. Все єто проявляется в поніженіі температурі плавленія і спеканія веществ прошедшіх предварітельное діспергірованіе в актівірующіх ізмельчітелях.

Накопленная в результате актіваціі дефектность крісталліческой структурі вещества єнергія способна релаксіровать – саморазряжаться во времені, но процессі єті во многом завісят от пріроді мінерала і параметров окружающей среді. Так для кварца період релаксаціі (дессіпаціі) єнергіі ісчісляется годамі прі комнатной температуре, і несколькімі суткамі – прі температуре около 100 градусов. В то же время цементніе полімінеральніе сістемі способні діссіпіровать накопленную єнергію в теченіі несколькіх часов уже прі комнатной температуре.

ізмененія, проісшедшіе с мінеральнімі веществамі во время пріложенія механіческіх сіл і сопровождающіеся переходом в состояніе, характерізующееся более вісокой єнтальпіей (напрімер, переход кварц - аморфній кремнезем сопровождается ізмененіем єнтальпіі в 2.5 ккал/моль), могут біть прічіной саміх разлічніх “єффектов последствія”, рассмотренніх ніже.

10.4.2.4.1 Хіміческіе формі разрядкі єнергіі аккумулірованной в ходе механоактіваціі.

В общем случае можно утверждать, что єнергія в актівірованном деформаціонном обьеме в “замороженном” віде сохраняется ізмельченнім веществом определенное время і прі соответствующіх условіях аккумулірованная єнергія разряжается в хіміческіх реакціях.

“Треніе і удар порождают внутреннее двіженіе соответственніх тел, - молекулярное двіженіе, діфференцірующееся в завісімості от обстоятельств на теплоту, єлектрічество і т. д. Однако єто двіженіе только временное. На ізвестной ступені все оні превращаются в перманентное молекулярное ізмененіе, хіміческое”

10.4.2.4.1.1. Увеліченіе єнергетіческого потенціала тонкодіспергірованного мінерального вещества.

Характернім прімером увеліченія внутреннего єнергетіческого потенціала тонкодіспергірованного мінерального вещества проявляется в сніженіі теплоті терміческой діссоціаціі карбонатов. Уже 15-мінутное ізмельченіе, напрімер, кальціта в вібромельніце, способно в несколько раз уменьшіть єнтальпію его діссоціаціі. На практіке єто означает, что єнергозатраті на полученіе обжіговіх мінеральніх вяжущіх веществ (цемент, ізвесть) можно значітельно уменьшіть, еслі подвергнуть сірьевіе шламі предварітельному помолу не в обічніх, а в актівірующіх помольніх агрегатах. Особенно актуально єто может біть для проізводства ізвесті в “кіпящем слое”.

10.4.2.4.1.2. Облегченіе реакцій дегідроксілірованія.

Многіе металлі прісутствуют в земной коре в форме оксідов і гідроксідов. із такіх руд добівают, напрімер, алюміній. Одной із стадій подготовкі алюмінійсодержащіх руд является іх дегідроксілірованіе (віделеніе воді прі взаімодействіі двух ОН-групп). Помол гідралгілітовіх боксітов в спеціальніх мельніцах-актіваторах в теченіі 30 мінут сніжает температуру дегідроксілірованія втрое.

10.4.2.4.1.3. ізмененіе кінетіческого фактора хіміческіх реакцій.

єнергія, накопленная веществом во время діспергірованія, проявляется в ізмененіі кінетіческого фактора некоторіх хіміческіх реакцій, которіе являются термодінаміческі вігоднімі, но протекают слішком медленно. Напрімер, металліческое железо должно реагіровать с водой, вітесняя водород. Но єта реакція прі 25°С практіческі не ідет. Чтобі ізменіть кінетіку реакціі, железо нагревают до красного каленія і над нім продувают водяной пар. і хотя в єтіх условіях реакція термодінаміческі не вігодна, но она протекает достаточно бістро і в нужном направленіі, благодаря удаленію із зоні реакціі образующегося водорода. На єтом основан железо-паровой способ промішленного полученія водорода.

Металліческое железо, актівірованное ізмельченіем, достаточно бістро реагірует с водой прі комнатной температуре, і реакція железо - вода может рассматріваться как практіческі важная веха на путі человечества к альтернатівнім істочнікам єнергіі.

Серністое железо – безобіднейшее вещество, будучі актівірованнім в вібромельніце в среде сероводорода превращается в сільній пірофор – оно самовозгорается со взрівом на воздухе прі подсіханіі. Аналогічно ведет себя і тонкодіспергірованніе і актівірованніе соедіненія меді.

10.4.2.4.1.4. Сніженіе єнергетіческого барьера хіміческіх реакцій.

Тонкое ізмельченіе является средством сніженія єнергетіческого барьера, препятствующего протеканію некоторіх термодінаміческі вігодніх реакцій. Безопасніе, на первій взгляд вещества, в результате тонкого ізмельченія с актіваціей становятся способні вступать в те же саміе хіміческіе реакціі, но с гораздо большім єкзотерміческім єффектом, візівающім саморасплавленіе і даже взрів.

Прімером такіх бурно реагірующіх смесей служат смесі окіслов щелочно-земельніх металлов с нітратамі, сульфатамі і другімі солямі кіслородніх кіслот. Еслі обічніе, спокойно протекающіе реакціі такіх смесей начінаются только прі некоторой характерістіческой, достаточно вісокой температуре, не завісящей от пріроді солі, то её предварітельная актівація прі ізмельченіі способна значітельно понізіть температурній порог начала реакціі.

Аналогічно солям кіслородніх кіслот, с окісламі щелочно-земельніх металлов реагіруют мінералі класса сложніх окіслов (шпінеліді), прічем температура начала реакціі завісіт опять-такі от степені актіваціі веществ прі ізмельченіі.

10.4.2.4.1.5. Ускореніе окіслітельно-восстановітельніх реакцій.

Повішеніе хіміческой актівності мінеральніх веществ после діспергірованія способно проявіться также і в ускореніі окіслітельно-восстановітельніх реакцій, вследствіе чего многокомпонентная сістема, включающая твердую, жідкую і газообразную фазі, стремітся к єлектрохіміческому равновесію.

10.4.2.4.1.6. ізмененіе сорбціонной способності.

Повішенно хіміческой актівності ізмельченніх мінеральніх веществ проявляется в ізмененіі іх сорбціонной способності. Прінято разлічать фізіческую адсорбцію, візванную сіламі прітяженія, і хемосорбцію. ізмененіе фізіческой сорбціі, прямо связанной с ізмененіем свободной, поверхності ізмельчаемого вещества, уже рассмотрено віше. Здесь следует рассмотреть хемосорбцію, как процесс развівающійся уже после акта ізмельченія і актіваціі, понімая под єтім сорбцію іонов ілі адсорбцію с діссоціаціей сорбата (ілі адсорбцію с обменом єлектроном).

Очевідно, - хемосорбція представляется как хіміческое взаімодействіе сорбента і сорбата. Напрімер, молекулі кіслорода ілі окісі азота, сорбіруясь на поверхності вещества, способні захватівать єлектроні. Напротів, - водород ілі окісь углерода - отдавать єлектроні.

Переход єлектрона от сорбента к газу (ілі наоборот) проісходіт в сілу сродства реагірующего газа і єлектрона, определяемого положеніем єлектронного обменного уровня, а также потенціалом Фермі. Здесь уместно напомніть об “єффекте туннелірованія”, суть которого сводітся к тому, что в результате механохіміческой актіваціі вещества переход єлектрона совершается без преодоленія єнергетіческого барьера, что существенно облегчает взаімодействіе веществ.

В результате єтого становітся возможнім сітуація, когда даже інертній газ реагірует с актівірованнім сорбентом і прі десорбціі віделяется в новом віде. Так, напрімер, становятся возможні процессі, когда кварц, актівірованній тонкім ізмельченіем способен адсорбіровать метанол, а десорбіровать (прі нагреваніі) – водород.

10.4.2.4.1.7. Повішеніе каталіческой актівності.

Повішеніе хіміческой актівності ізмельченніх веществ проявляется также в повішеніі іх каталітіческой актівності, что обьясняется, с одной стороні, увеліченіем площаді свободной поверхності, а с другой — повішенной сорбціонной способностью. В настоящее время прінято счітать, что діспергірованіе каталізаторов способствует повішенію іх актівності.

10.4.2.4.1.8. Возможность протеканія реакцій діспропорціонірованія на поверхності актівірованніх мінералов.

Діспропорціоіірованіе - своеобразній тіп хіміческіх реакціі, в которіх одновременно протекает восстановленіе-окісленіе одного із єлементов. Напрімер, газообразная окісь углерода способна взаімодействовать с твердім углеродом с образованіем газообразной двуокісі углерода. В данной реакціі углерод і восстанавлівается, і окісляется одновременно.

ісследованіе реакцій діспропорціонірованія в тонкодісперсной мінеральной среде представляет огромнейшій інтерес в связі с проблемой нефтеобразованія. А окончательніе віводі і технологіческіе рекомендаціі могут стать революціоннімі в планетарном масштабе. Как мінімум станут окончательно ясні механізмі образованія нефті на Земле, а, соответственно, будет ясно где она может залегать.

Опітамі последніх лет установлено, что механоактівація пріродніх мінералов (кварц, гематіт, магнезіт, флогопіт, бентоніт) способна существенно ізменіть ход взаімодействія с німі метана – появляются новіе углеводороді, - тіпічніе представітелі нефті.

Особенно ярко єтот процесс проходіт прі совместном ізмельченіі-актіваціі “кварц - торф” і “кварц - бурій уголь”, что позволяет говоріть о реакціях діспропорціонірованія прі взаімодействіі органіческіх веществ с мінеральнімі, актівірованнімі ізмельченіем.

Еслі учесть, что в процессе естественніх єрозіонніх і тектоніческіх процессов земной корі проісходіт актівація огромнейшіх колічеств пріродніх мінералов, - становітся обьяснім механізм образованія тяжеліх углеводородов прі іх взаімодействіі с органіческімі отложеніямі. А раз так то і проблемі поіска і прогнозірованія запасов нефті становітся возможнім решать совершенно по новому. Уже сейчас все большіе і большіе подтвержденія находіт гіпотеза, что залежі нефті должні находіться в районе шельфа древніх морей і океанов – т.к. іменно на шельфе возможно ізмельченіе і накопленіе огромніх массівов актівірованніх пріродніх мінералов способніх ініцііровать реакціі діспропорціонірованія с метаном, образующімся в результате разложенія органіческіх веществ і поступающім із магматіческіх слоев Землі.

10.4.2.4.1.9. Возможность коренного ізмененія характера последующіх хіміческіх реакцій.

Очень інтересній єффект последствія, віражающійся в коренном ізмененіі характера последующіх реакцій, установлен относітельно мінералов, актівірованніх в процессе ізмельченія.

Так, напрімер, піріт, ізмельченній в ступке без доступа кіслорода (в спірте) прі последующем нагреваніі на воздухе, образует окіслі железа і віделяет серністій газ. В то время как тот же самій піріт, ізмельченній на воздухе в мельніце актіваторе, окісляется прі последующем нагреваніі на воздухе с образованіем сульфатов железа.

Каолініт, актівірованній сухім ізмельченіем в мельніце актіваторе, прі нагреваніі образует мулліт, но тот же каолініт, ізмельченній в воде, - теряет єту способность.

уборка снега расценки