Файл: Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается.pdf

i

При

недостаточном

коли­

рать ту или иную преобладающую роль.

честве

основных

компонентов

катионы

Ре *1

At

*

образующиеся

при диссоциации соответствующих окислов,

занимают

октаэдричес­

кие

полости

расплава

и в

этом

случае

они

оказываются

связанны­

ми

одновременно

с 6 анионами 0

,

то

есть

являются

модифика­

торами. В случае же отсутствия достаточного количества кис­

лотных

составляющих,

ионы

алюминия

и

железа

способны

распола­

гаться

в тетраэдрических

вакансиях

жидкости

и при

этом

они

окружаются только А анионами 0

.

Изменение

координации

амфо­

терных

элементов

приводит

к

тому,

что

при

уменьшении

количест­

ва

связей ,

приходящихся на

один

ион I А

или

Ре,

возрастает

их

энергия

и при

диффузии

или

вязком

течении

не

происходит

шают

ее вязкость.

уменьшение

вязкости раоплава з

присутствии

Ц<}0

Наблюдаемое

( р и с .2) , объясняется результирующим действием

двух

факто­

ров,

оказывающих

практически

противоположное влияние на

строе­

зуется,

дополнительное

количество тетраэдрических

анионовkt

и Fe,

что должно,

как

и

в случае щелочей, способствовать рос­

тузначений '■[ .

Однако,

более

высокое

значение

эпентроотри-

цательности Mg ,

по

сравнению

с Са

, обуславливает уменьше­

замечет более сильной

поляризации

анионов кцелорода

катионами

Mg

. Учитывая,

что в

высокоосновных расплавах,

каким и явля­

етс я

исследуемый, Са2+

споообей образовывать ыоотиковые связи,

соединяющие через 02“ друг с другом комплексные

радикалы;

происходящее уменьшение силы связи Са-0 способствует более

легкому разрыву

мсотиковых связей

при вязком течении

жидкости.

Интенсивное

снижение

вязкости

расплава

в присутствии

SO3 объясняется суммарный и однозначным действием

ряда

факто­

ров,

основными их

которых

являются:

I )

обратное,

по сравнению

с /Vа*

и К+, изменение координации амфотерных

элементов,

вслед­

ствие

чего уменьшается

количество устойчивых

группировок,

что

и способствует снижению

значений 4

; 2) значительное умень­

шение

температуры

полного

плавления

расплава ( 7 ) ,

что

приво­

дит

к

существенному превышению ликвидуса системы, которое

как

уже указывалось, играет зажную

роп ф формировании

струк­

туры

жидкости.

Гак;ш образом, высокоосновкые алюмоферросипккатные рас­

плавы

являются мзповязкими

жидкостями,

текучесть

которых

за ­

висит

от кислотно-основных

свойств

системы.

2.

П.А.'..’Ванов.

Заводская

лаборатория, А,

23,

А57,

1967.

3 .

У,.М.Сычев,

П .Е .Зозуля.

"Цемент" А ,5 1966,

труды

Гипроце-

мента, 33,

3, 1967.

A.

A. Malefic, К £

SсЬ и/>еtе , Zernen t-kaCk - &ips ,

3_

89, 1059.

5 .

Н.А.Торопов, К.А.Добровольский. Цемент,

3 ,

1965.

6.

Е.В.Болконский, Н.П .дтеперт. Цемент,

10,6,

1970.

7.

Л.А.Гудович.

Новое в науке и технике

о

цементе.

Гипроце-

щих жидких ф аз.

Выяснение

закономерностей

изменения указанных

свойств

си пикетных, расплавов позволяет усовершенствовать

реальные

технологические

процессы.

' S ' ) и плотности

Определение

поверхностного натяжения

( р

расплавов,

составы

которых приведены в работе А.П.Осо­

кина

( I )

производилось методом образования газового пузырька'

в жидкой

системе. Глубина

погружения платинового капилляра

(</ = 5 ми) в

расплав

точно

фиксировалась оптическим

длиннома-

ром ИЗВ-21,

а максимальное

давление азо та ,

при котором проис­

ходит отрыв

газового

пузырька, измерялось

чашечным

микрома­

ег =

-------- ( к н £ - ь д )

(D

где

'

-

радиуо

капилляра,

который

определяет

размеры

пузырь-

ускорение силы тяжести; К -

константа,

характеризую­

щая угол наклона манометрической трубки;

Н -

показания

мано­

метра;/)

- глубина

погружения

капилляра в

ра сп л ав ;/^

-

плот­

ность

манометрической ж идкости ;^

-

плотность,

которая

опре­

деляется

по

формуле: v

■

/ ж

=

----

2) ,

(

характеризующей изменение максимального давления в газовом

пузырьке

( д Р )

при погружении капилляра

в

расплав

на

глубину

й Ь

•

(to

I ) ,

Поверхностное натяжение эвтектического расплава

вычисленное

по

уравнению

I ,

при

1450°С,

составля ет

550

дин/см

и примерно

на

2 ,5 $

отличается

от

измеренной) ранее

( 2 ) .

Значе­

ние

б"

расплава

Й 2 в этих условиях

равно 580 дин/см и ,

так

же

как <5 эвтектической жидкой

фазы,

линейно

уменьшается

при

награва_нии расплава в диапазоне 1450-1525°С

( р и с . 1 ) .

Темпера­

турный "коэффициент поверхностного натяжения отрицателен

и

сос­

тавляет

0 ,2 5 дин /см ,град.

поверхностногв

натяжения

сви

'Линейный

характер

политерм

детельствует о

незначительном

изменении

структуры

расплавов в

исследованном

диапазоне

температур.

Уменьшение

G* с

ростом

Т

(отрицательный d6/UT ) обуславливается снижением энергии

межчастичного

взаимодействия

в расплаве,

в^резупьтате

чего

жидкости,

что и способствует снижению значений

<э .

таты

Взаимосвязь поверхностного

натяжения и вя зко сти , резуль­

измерения которой

приведены

в

работе ( I ) ,

для расплавов

№ I

и й 2 в диапазоне

140С-1500°С

вполне удовлетворительно опи

сывается

уравнениями:

0.016

для

расплава

( 3 )

для

рааплава

“ П Т

0 .25

(*)

ниям 3 и 4 значений в

не превышает 0,1%, что

свидетельству­

ет

о высокой корреляции полученных зависимостей.

На основании результатов измерения поверхностного натяже­

ния вычислены размеры вакансий (микрополостей) в клинкерном

расплаве по формуле Фюрта (3):

4t = 0,5 4 5 \/F

(5)

где

%i~ радиус

вакансии, 8; К - постоянная Больцмана;

Т -

температура, °К;

<3 - поверхностное натяжение,

дин/см.

При температуре 1450°С преимущественный радиус

ваканский

в

расплаве ft 2 составляет 1.,10а и с увеличением Т его значение

повышается, достигая при 1525°С 1,158.

Значения плотности

расплава №I и ft 2, измеренные мето­

дом образования

газового

пузырька, при температуре 1450°С со­

Расчет

плотности

расплава №2 , выношенный по уравнению:

- h

-

0 ,450 S1O2

+ 0,286

СаО + 0,350 FegOj + 0,402А1203 (6),

где £i&>;

Са0;Ре203;

А1203 -

доли окислов в расплаве, справед­