Исследование низкосортного комового бентонита Дашуковского месторождения

Согласно материалам, приведенным в п.1.3 и 2.2 прочностно – вяжущие характеристики рассматриваемых связующих композиций, а также механизм модифицирующего действия СВВС – модификаторов связаны с процессами коагуляционного структурообразования. Такая двусторонняя взаимосвязь процессов коагуляционного структурообразования была положена в основу методики исследований модифицирующих свойств ВРП по свойствам связующих суспензий. В этом отношении процессы структурообразования водо-глинистой дисперсной системы позволяют установить зависимость между каллоидно – химическими и структурно – механическими свойствами связующей суспензии с помощью методов физико – химической механики [   ]. Согласно чему в качестве критериев отражающих изменения в процессах коагуляционного структурообразования и выявляю их характер и эффективность модифицирующего действия СВВС – реагентов в работе были приняты некоторые показатели реологических свойств коагуляционно – дисперсной системы связующей композиции.

Согласно плану проведения экспериментов весь цикл исследований модифицирующих свойств СВВС – модификаторов по свойствам по свойствам связующей суспензии включил в себя три поэтапно выполняемых  экспериментальных блока: блок поисковых экспериментов направленных на выявление наиболее эффективных реагентов модификаторов группы СВВС и проверяющих адекватность теоретически построенных рядов модифицируемой активности ВРП ( стр.  ); блок исследований по установлению оптимальных составов суспензий и концентраций реагентов модификаторов в них; блок исследований возможностей интенсификации процесса химической активации с помощью физических методов гидромеханической и гидротермальной обработки модифицируемых суспензий.

В качестве исходного модифицируемого материала во всех исследованиях низкосортный комовой бентонит Дашуковского месторождения со следующими физико – минералогическими показателями.

Содержание монтмориланита 30%

Обменные катионы                  30%

Массовая доля карбонатов ( в перещете на СаСО₃  ) 10%

Сульфитная сера                       0,3%

Железо ( в перещете на Fe₂O₃ ) 12%

Массовая доля глинистой составляющей >75%

Влажность бентонита 6 – 10%

Коллоидальность 10%

Исследования проводились на суспензиях предварительно подготовленного ГОСТ 28177 – 89 порошкообразного бентонита, состав которых обеспечивал технологически приемлемый ККС1 – ККС2 [   ] диапазон вязкости и возможность поддержания стандартных условий испытаний ( ГОСТ 28177 – 89 ) при дальнейшей оценке их связующей способности на образцах ПГС.

В соответствии с этим диапазон концентраций дисперсной минеральной фазы исследуемых суспензий был принят без учета СВВС – модификаторы вводились в суспензию в виде водного раствора в момент ее затворения. Соотношение компонентов суспензии рассчитывалась на массу сухого минерала. Дозировка сухих и гелеобразных составляющих приводилась весовым методом на лабораторных аналитических весах (  ), жидкообразных – объемным методом в перечете на массу. Проверка концентрации дисперсной фазы в суспензии осуществлялась контролем плотности последней.

Приготовление суспензии в двух первых блоках экспериментальных исследований производилось в стеклянной чаше с помощью тихоходной ( п=  ) лопастной мешалки. В пустую чашу выдержанный ( в течение ) предварительно приготовленный водный раствор полимера, затем в раствор высыпался порошкообразный бентонит. После этого содержимое колбы размешивалось стеклянной палочкой ( для устранения прилипания глины ко дну чаши ) и чаша устанавливалась на рабочий стол мешалки. Перемешивание суспензии производилось в течении трех минут до получения равномерной суспензии.

Далее суспензия выдерживалась в чаше в течении 10 минут после чего производилась оценка ее качества через комплекс реологических показателей.

Поскольку в практике литейного производства отсутствуют методики оценки технологических качеств бентонитовых глин по свойствам их суспензий на основании ниже представленного подхода была основана номенклатура параметров качества суспензии, отражающая эксплуатационные характеристики коагуляционно – дисперсной структуры водо-глинистого связующего.

С точки зрения физико – химической механики суспензии бентонитовых глин в диапазоне применяемых в литейном производстве концентраций представляются в виде                               

На рабочий столик 9, предварительно выставленный в горизонтальной плоскости с помощью регулирующих винтов 11, помещалась чаша 2 с мерной дозой ( 80 мл ) исследуемой суспензии. После этого с помощью винта 10 стол с чашей поднимался до отметки, соответствующей параллельному расположению поверхности суспензии и тянущего рычага в 0 положении индикаторной стрелки. Далее плавным поворотом регулятора 3 индикаторная стрелка выводилась в «0» положение, что соответствовало образованию контакта кварцевого кольца с поверхностью суспензии и пригружению его собственным весом. В таком положении в испытаниях выдерживалась временная пауза в 30 секунд и далее с помощью винта 3 натяжной струны 6 и тянущего рычага 7 коромыслу кварцевого кольца плавно передавалось усилие отрыва, соответствующее углу поворота натяжной струны и фиксируемое с помощью измерительной шкалы и индикаторной стрелки. Поскольку отрыв кольца во всех случаях имел когезионный характер положение индикаторной стрелки в момент отрыва кварцевого кольца от поверхности суспензии соответствовало статическому напряжению сдвига суспензии.