Способ определения начала структуро-образования материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Ресяубяик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

{61) Дояолнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03. 08. 79 (21) 2803785/30-15 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано150280, Бюллетень Й9 б

Датаопубликованияописания 15. 02.80 ощ805176 (53)М. Кл.

G 01 и 33/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 831.42 (088.8) (72) Авторы изобретения вский .:- .-

Л.Н. Зацепина, В.A. Девятых и В.Г. Гр

Ордена Трудового Красного 3-замени почв институт им. В.В. Докучаева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к физикохимической механике дисперсных систем и может быть использовано при исследовании структурообразования в почвах и других дисперсных материалах.

Известен способ получения прочных структур материала "через разрушение". Способ заключается в том, что материал разрушает по всем дефектам структуры, добавляют поверхностноактивное вещество, например воду, просушивают и получают более прочную структуру материала по сравнению с исходной (1$.

Однако этот способ не определяет влияние размеров частиц на структурообразование.

Известен электроакустический.способ определения начала структурообразования при твердении строительного гипса, основанный на измерении скорости прохождения через материал ультразвуковых акустических колебаний. При этом на первом этапе гидратационного твердения гипса до начала кристаллизационного структурообраэования, гипсовая суспензия остается тиксотропной; ее вязкость практи-.. .чески не меняется. Во втором периоде твердения, когда начинается процесс кристаллизационного структурообразования, резко изменяются структурномеханические свойства гипсовой суспензии, ее вязкость возрастает.Происходит процесс перехода коагуляционной структуры гипса в кристаллизационную. Специальное устройство с помощью ультразвука точно определяет начало этого процесса j2).

Однако данный способ применим только для строительного гипса и не позволяет установить диаметр частиц, необходимый для конденсационно-кристаллизационного структурообразования..

Целью настоящего изобретения является расширение границ использования способа для различных материа20 лов, включая почву.

Поставленная цель достигается тем, что после разрушения материала по дефектам структуры и добавления поверхностно-активного вещества, материал разделяют на фракции по диаметру частиц, выпаривают на водяной бане досуха, отбирают в структурных образцах кусочки не менее 3 мм и определяют удельную поверхность

30 каждого полученного образца методом

805176 персности одного и того же материала показали разную удельную поверхность (табл.). Оказалось, что биотит и кварц, которые не образуют прочных структур в пределах данного разрушения, показывают закономерное увеличение удельной поверхности с уменьшением размера частиц. Удельная поверхность бентонита также увеличивается при уменьшении размера частиц.

При достижении диаметра частиц 0,0050,001 мм удельная поверхность бентонита резко падает. При испытании реологических свойств оказалось, что тиксотропный бентонит утрачивает тиксотропные свойства в пределах

15 размеров частиц 0,005-0,001 мм, что является свидетельством перехода коагуляционной структуры в конденсационно-кристаллизационную. Дальнейшее уменьшение частиц приводит удельную

2О поверхность материала почти к той же величине, которую материал имел при дисперсности 0,01-0,005 мм (фиг.1). При диаметре частиц бентонита меньше 0,001 мм увеличивается

2 броуновское движение, частицы взаимно ориентируются и снова образуют коагуляционную структуру бентонита.

35,0 25,6

0,1 0

0,3 1,0

46,0 41,2

1,0 0,9

12,1 9,7

20,0

43,5

Бентонит

1,2

9,9

Кварц

Биотит

Предложенный способ может быть использован для изучения структуро- 45 образования в почвах. Например, при переходе материала миогонатриевого солонца от частиц с размером 0,0010,0002 мм к частицам меньше 0,0002 мм обнаружено резкое падение удельной поверхности от 35,8 м /г до 14 м /г.

65 адсорбции инертных газов, а момент перехода коагуляционной структуры в конденсационно-кристаллизационную определяют по скачкообразному падению удельной .поверхности при уменьшении диаметра частиц фракций материала, или по потере тиксотропных свойств материала в пределах размера диаметра частиц этой фракции °

На фиг. 1 изображена схема удельной поверхности различных функций бентонита; на фиг. 2 — схема удельной поверхности частиц различного диаметра многонатриевого солонца.

Пример . Минералы кварц, бентонит, биотит дробят и отделяют фракции частиц 0,25-0,1 мм, 0,10,05 мм, 0,05-0,01 мм, 0,01-0,005 мм, 0,005-0,001 мм, меньше 0,001 мм путем отмачивания в воде (по методу

Стокса). Суспензии выпаривают на водяной бане досуха и определяют удельную поверхность полученного материала методом газовой хроматогра- фии по тепловой десорбции азота.

Для определения удельной поверхности структурных образцов берут кусочки не менее 3 мм по диаметру. Одинаковые по размеру кулачки при разной дисСледовательно, в пределах частиц меньше 0,0002 мм исследуемый многоиатриевый солонец образует конденсационно-кристаллизационную структуру в пределах частиц меньше

0,0002 мм (фиг.2) .

Предложенный способ обеспечивает научно-обоснованную разработку средств мелиорации почв. Применение данного способа к разным типам почв обеспечивает возможность отмечать момент перехода коагуляционной ,структуры в конденсационно-кристаллизационную.

Формула изобретения

1. Способ определения начала структурообразования материалов, включающий разрушение материала, смешивание его с поверхностно-активным веществом и определение момента перехода коагуляционной структуры в конденсационно-кристаллизационную, отличающийся тем, что, с целью расширения границ использования способа для различных материалов, включая почву, после разрушения материала по дефектам структуры и добавления поверхностно-активного вещества, материал разделяют на фракции по диаметру частиц, выпаривают на водяной бане досуха, отбирают в структурных образцах кусочки не менее 3 мм и определяют Удельную поверхность каждого полученного образца методом адсорбции инертных газов, в момент перехода коагуляцион805176

50 ной структуры в конденсационнокристаллизациоиную определяют по скачкообразному падению удельной поверхности при уменьшении диаметра частиц фракций материала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что момент перехода коагуляционной структуры в конденсационно-кристаллизационную определяют по потере тиксотропных свойств

1 с до

< гп

cOOOi ОаЧ- oOOS oO!

-uuos -um -ооа.материала в пределах размера диаметра частиц этой фракции °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фридрихсберг Д.A. Курс коллоидной химии, Л., "Химия", 1974, с. 280-281.

2. Авторское свидетельство СССР

9 154168, кл. G 01 и 33/38, 1962.

805176

О О ОООР ООО/ии О ООФ

@О/ 4/ диаметр чостпиц, юч

Составитель Л. Грачев

Техред А. Ач, Корректор Н. Бабинец

Редактор П. Коссей

Заказ 10870/65 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитеТа СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4