04 Сен 12 ТОНКОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Г. С. X О Л А К О В

Процесс измельчения является ОДНИМ 113 основных в производство большинства строительных материалов. К их числу относятся цемент, известняк, известь, гипс, различные наполнители строительных пластмасс, квар­цевый песок и др. Актуальної ті, исследования в этой облает определяется большим влиянием степени из­мельчения на технологические свойства порошков и ог­ромным объемом производства многих из них. Так, на пример, в Советском Союзе только цемента производят более 100 млн. г в год. Причем по мере развития тех­ники требования к дисперсности цемента (как и других вяжущих), определяющей скорость его твердения и проч­ность в начальный период, непрерывно повышаются Особенно высокой степенью диспергирования должны обладать порошки, предназначенные для наполнения пластмасс, резиты, бумаги, картона,— известняк, мел, каолин, тальк, глинозем. Эш же материалы использу­ют и в производстве керамики, эмалей, лаков, красок, качество которых также зависит от дисперсности по­рошков.

Необходимость повышения дисперсности строитель­ных и других материалов как в виде целевой продук­ции, так н на промежуточных стадиях переработки в изделия потребовала совершенствования и создания но­вых тинов помольных агрегатов и приборов дисперсион­ного анализа. Для решения этого комплекса задач бы­ли предприняты многочисленные и всесторонние ис­следования процесса измельчения порошков и измене­ния их физико-химических свойств. Исследования высо­кодисперсных материалов оказались тем более актуаль­ными, что с ростом дисперсности затрудняется их из­мельчение и анализ. Затраты на помол резко увеличива­ются, а начиная с некоторой предельной для данного материала и способа разрушения его частиц дисперсно­сти дальнейшее измельчение становится невозможным.

Интенсивные исследования процесса измельчения и свойств високодисперсних .материалов ведутся во всем м'ире. В научной и технической печати систематически публикуются многочисленные статьи на эту тему. Об­ширный экспериментальный и теоретический материал был представлен исследователями различных страи на состоявшихся трех европейских конгрессах по измельче­нию, в которых принимали также участие ученые США и Японии. Опубликован ряд монографий, посвященных* способам измельчения и дисперсионному анализу.

В последние годы сконструированы и нашли широ­кое промышленное применение вибрационные, струй­ные, штифтовые — ударные и. другие типы мельниц. Разработаны и применяются новые типы совершенных сепараторов, эффективно разделяющих порошки по границе размеров частиц от 30—40 до нескольких еди­ниц імикран. Созданы приборы для дисперсионного ана­лиза, позволяющие измерять гранулометрический состав «порошков с нижней границей измерения до сотых долей микрона. Изучены и нашли технологическое примененче различные вещества — облегчители диспергирования.

Экспериментально установлено, что наблюдаемое изменение физико-химических свойств тонконзмельчен - ных материалов не может быть отнесено только на счет уменьшения размеров частиц. Было обнаружено, что наряду с диспергированием при механическом измель - ченни происходят значительные изменения кристалличе­ской структуры поверхностных слоев частиц. Как выяс­нилось, во многих случаях технологические свойства тонких порошков обусловлены не столько дисперсно­стью, сколько именно такими нарушениями структуры. Скорость гетерогенных химических процессов с участи­ем тонких порошков определяется в основном не величи­ной их удельной поверхности, как іпринято было думать, а уменьшением энергии активации в результате разру­шения структуры и аморфизации.

На изменение структуры частиц затрачивается энер­гия значительно большая, чем на обнажение поверхно­стей в процессе чистого скола. Эти затраты, однако, не принимались во внимание в известных теориях измель­чения, что и явилось, как оказалось, причиной их несо­стоятельности. Учет затрат энергии на деформирование поверхностных слоев. позволил построить теорию про­цесса, согласующуюся с экспериментальными даииыми.

В результате комплекса экспериментальных и тео­ретических исследований в последние годы в мировой литературе сложились новые взгляды на помол. Ныне считают, что процесс измельчения представляет собой чрезвычайно сложное явление, в котором наряду с меха­ническими существенное значение имеют физико-хими- ческие факторы и окружающая среда. Эти же факторы влияют па изменение технологических свойств материа­лов в результате измельчения.

Отмеченные проблемы измельчения все еще не ос­вещены в нашей научно-технической литературе. Цель данной монографии — Несколько восполнить этот про­бел и по возможности познакомить специалистов с по­следними достижениями и исследованиями в области измельчения строительных материалов. Ограниченный объем монографии не позволяет, однако, сделать такой обзор в должной мере систематическим и полным.

Материалом для составления монографии послужи­ли литературные данные и, в основном, исследования, выполненные автором во ВННИНСМе в течение ряда лет. Многие из них проведены совместно с Н. Л. Куд­рявцевой, А. И. Вильшанскнм, В. И. Кураченковым, Е. Н. Белимовой и Е. Ф. Коринфской, которым приношу глубокую благодарность. Благодарю также В. В. Сте­панову, Н. П. Редькнну и Л. В. Смолеву за помощь при подготовке рукописи к изданию.