Механоактивация в непрерывной планетарной мельнице.

[ Закрыто ] Механоактивация в непрерывной планетарной мельнице.
Здравствуйте.
На форуме много материалов об активации в различных аппаратах.
Предлагаю для критики и вопросов описание нашего "реактора" и некоторые результаты полученные на нём.
Планетарно центробежнаяя мельница (ПЦМ);
1. 4 барабана по 5 литров
2. Шаровая загрузка до 40%(шары стальные либо керамические диам.до 15мм)
3. Перегрузки до 42G
4. Крупность питания до 5мм.
5. Производительность до 1500 кг. в час на кварцевом песке.
6. Привод 37кВт(надо 45..50)
7. Режим работы непрерывный.
8. Сухой либо мокрый помол.
9. Энергонапряженность от 0 до 3000 кВт на куб. метр(задаётся)
10. вес примерно 1200кг.
Некоторый опыт:
1. ШЩВ - раствор(без крупного наполнителя). Прочность через сутки 45МПа, 28-110МПа ,180-150МПа.
2.ШЩВ пенобетон. 5.2МПа при удельном весе 500кг на куб.
3.Пенобетон из гранитной пыли(американские отходы) М2.5 при плотности 600 кг на куб.
4.Помол кварца до 3 кв м на грамм(средний размер 3.5мкм)
5. Кварц 5 кв м на грамм(средний размер 1.3 мкм) - работает как микрокремнезём
6. Гранитная пыль из п.3 при активации (не более 100кВт на тонну) становится активной как "летучая зола".
7. Энергозатраты при помоле кварца от 1мм до уд. 3 кв м на грамм(без учёта классификации) 50 кВт на тонну.
8. Образцы вяжущего совместного помола угольной золы(остаток С до 12%) и цемента в разных соотношениях. Все выдержали тест на "кипячение".
Мельницами мы не торгуем :!: ( к сожалению до этого ещё далеко),
но готовы проводить совместные эксперименты.

С уважением, Андрей М.
Была ли полезна информация?
Ответы
А вы искренне верите что после середины 20ого века было разработано что то новое в этом направлении?
Изменено: Петрович08 - 16.04.14 22:54
Была ли полезна информация?
Цитата
Петрович08 пишет:
А вы искренне верите что после середины 20ого века было разработано что то новое в этом направлении?

Много, чего было...Я знаю, что "скоро" останутся только "буржуйские" технологии и материалы...
Была ли полезна информация?
Вот интересная статья из журнала "Цемент.." по теории измельчения клинкера.

По сути получить оптимальную гранулометрию цемента, только с помощью усовершенствования процесса помола, практически невозможно. Для этого, скорее всего, нужно "варить" несколько видов клинкеров по различным режимам, а затем их смешивать в нужной пропорции и уже после этого пускать на помол. Но это под силу только очень мощному производителю цемента.
Была ли полезна информация?
Несколько лет назад (когда мне это было интересно) я предлагал наши возможности по измельчению (любых материалов до любой тонины+механоактивации) некоторым специализированным "школам" Санкт-Петербурга бесплатно ("в обмен" за совместные публикации и тп).
В "одном месте" мне предложили заплатить за своё любопытство до 100 тыс.руб. за направление...
"Знание-Сила"!
Была ли полезна информация?
Цитата
Андрей Баринов пишет:
По сути получить оптимальную гранулометрию цемента,
Сначала нужно знать в каком смысле гранулометрия цемента оптимальна?
ИМХО, таких смыслов - несколько варинтов.

Аминь!
Была ли полезна информация?
Если рассматривать цемент, как самостоятельный материал, то я вижу два варианта:
1. Прерывистая гранулометрия с наименьшей пустотностью цемента.
2. Неприрывная гранулометрия с наименьшей пустотностью при наименьшей удельной поверхности цемента.
Если рассматривать цемент, как часть бетонной смеси, то гранулометрический состав надо корректировать в зависимости от наибольшего размера заполнителя и наименьшего размера наполнителя.
Была ли полезна информация?
господа, поведайте - а ради чего всё это? В чём сакральный смысл и конечная цель? Получить красивую распечатку из-под электронного микроскопа?
Была ли полезна информация?
Цитата
stoper пишет:
господа, поведайте - а ради чего всё это? В чём сакральный смысл и конечная цель? Получить красивую распечатку из-под электронного микроскопа?
В том-то как раз и дело!?
Каким образом гранулометрия цемента связана с последующими свойствами изделия.
А для этого нужно понимать какие изменения и каким образом они происходят с цементом от его начального состояния до конечного.
У меня следующее ИМХО по поводу начального кристаллообразования:
- частичка клинкера после обжига и помола, приобретая свой конечный размер и форму на своей поверхности несет потенциальную энергию.
- эта энергия конечная и она залог будущих изменений. Будущие изменения пропорциональны накопленной энергии.
- эта энергия распределена на поверхности неравномерно - существует градиент.
- с течением времени этот градиент выравнивается. Активность к будущим изменениям - снижается.
- так как у любой ломаной поверхности можно постулировать фактор кривизны поверхности, то можно сформулировать удельную плотность поверхностной энергии как отношение энергии к кривизне поверхности.
- таким образом можно обнаружить что градиент удельной плотности поверхностной энергии будет в сотни - тысячи раз больше градиента поверхностной энергии, собственно - пропорционально кривизне поверхности.
- а по скольку - градиенты - это движущая сила природы (природа всегда стремиться их нивелировать, те. выровнять), то именно в этом месте и должны начаться важные физико-химические изменения.
- избыток энергии природа потратит на связывание воды и образование новых кристаллических поверхностей.
- этих новых кристалличеких поверхностей будет образованно столько, сколько есть в окружении воды и на что хватает накопленной на поверхности частицы энергии и энергии полученной от химических реакций (они идут с выделением тепла)
- кристалл вырастет на столько длинным - на сколько хватит у него "сил" и "подходящих вокруг условий".
- этот процесс происходит в микрообласти - размер которой сопоставим с размером частицы и области близ нее, т.е. несколько мкм.
- нарастание плотности происходит мгновенно, это характеризует напряженно-деформированное состояние в этой области как всестороннее сжатие. Следовательно - вокруг этой области - растяжение.
- растяжение порождает зарождение и развитие микродефектов в виде трещин как правило с направлением будущего развития в плоскости перпендикулярной растяжению.
- в каком направлении растет кристалл и его новые кристаллические поверхности?
В сторону наибольшего градиента плотности поверхностой энергии.
- Если на его пути встречается "устье микро-трещины", а именно этом месте кривизна поверхности максимальная для близлежащих областей, то и удельная плотность поверхностной энергии - максимальна, то новыя кристаллические поверхности "залечат" этот микродефект
- однако другие микродефекты с меньшим градиентом - наиболее вероятно - остануться "незалеченными"..
- по скольку такие процессы не происходят одномоментно по всему объему вяжущего, а подчинены случайному процессу соответстующему случайному распределению более мелких частиц по объему вяжущего, то и процесс начального кристаллообразования - совершенно случайный процесс как по времени, так и в пространстве..
- таким образом - начальный момент кристаллообразования характеризуется очень большими градиентами различной природы, что с одной стороны - является движущей силой сех последующих физико-химических изменений (превращений), с другой стороны - закладывает основу будущих дефектов, собсвтенно которые и будут в будущем определять его физико-механические свойства.

Постепенно процесс начального кристаллообразования переходит к образованию первичной матрицы прочности.
Каким образом отдельные кристаллы с отростками фомируют эту матрицу прочности?
Ростущие кристаллы с отростками переплетаются с такими же кристаллами и поверхностями инертных материалов и их их дефектами, расположенными на их поверхностях.
Переплетаются в пространстве случайным образом, постепенно заполняя все пустое пространство между составными частями композита увеличивая плотность.

Если посмотреть на вид частиц цемента (фактор формы как у щебня) и учесть что гранулометрическое распределение размера частиц при обычном помоле - Гауссовское
нормальное распределение, то разумно предположить, что пустотность у такого "набора" порядка 40%-50%

Следовательно:
- практически 50% пространства нужно преодолеть новому кристаллу, чтобы "прицепться" к соседнему зерну вяжущего,
- это же какая кинетика (скорость) начального кристаллообразования должна быть, чтобы преодолеть 50% пустого пространства и все-таки начать образОвывать начальную матрицу прочности!??
- а сколько микродефектов будет порождено на этом "пути" и в таком высокоскоростном процессе!??
- сколько энергии будет потрачено буквально в пустую!??
- Будет ли в дальнейшем прочность нарастать или начнется деструкция!?

Более конструктивные вопросы:
- можно ли управлять процессом начального кристаллобразования не только во времени, но и в пространстве?
- можно ли многократно ускорить процесс начального кристалообразования и управлять этим процессом так, чтобы минимизировать образование микродефектов?
- можно ли инертное сделать НЕинертным?
- можно ли при всем этом еще и снизить себестоимость как вяжущего, так и изделия в конечном итоге?
- можно ли буквально - "под ногами" - найти все необходимые компоненты для вышеизложенного?

На все вопросы - один утвердительный ответ - "можно".
Их совокупный синергизм - впечатляет!!

Аминь!
Была ли полезна информация?
На все вопросы да только при мокром помоле имха. И вода уже активированная при совместном помоле совсем не как вода, а очень даже не инертный лишний материал, не лишняя не связанная жидкость. Так что сухой помол в этом направлении лично я исключаю, и считаю без перспективным.
О чём и свидетельствуют многочисленные труды. Быстрая потеря активности. В этом направлении думаю и надо искать упаковку.
Изменено: Петрович08 - 20.04.14 1:20
Была ли полезна информация?
Цитата
stoper пишет:
господа, поведайте - а ради чего всё это? В чём сакральный смысл и конечная цель? Получить красивую распечатку из-под электронного микроскопа?
Оптимальная непрерывная гранулометрия цемента позволит:
- снизить водопотребность цемента;
- значительно снизить энергозатраты на смешивание его с водой, что особенно актуально для смесей с низким В/Ц;
- значительно увеличить устойчивость смеси к расслаиванию;
в свою очередь это все позволит получать стабильные высокие результаты, то есть позволит исключить или снизить до минимума разброс результатов, возникающий в следствии не достаточной гомогенизации смеси в процессе перемешивания. Поэтому конечная цель - высокие стабильные результаты при значительном снижении расхода вяжущего.
Была ли полезна информация?
Цитата
Morfeus пишет:
- практически 50% пространства нужно преодолеть новому кристаллу, чтобы "прицепться" к соседнему зерну вяжущего,
Я так понял, что Вы уже нашли из того что "буквально - "под ногами"" возможность уменьшить эти 50%. Вы не оценивали на сколько?
Цитата
Morfeus пишет:
можно ли многократно ускорить процесс начального кристалообразования и управлять этим процессом так, чтобы минимизировать образование микродефектов?
Я Вас правильно понял, что многократное ускорение процесса начального кристаллообразования ведет к минимизации образования микродефектов? или нет?
Была ли полезна информация?
Цитата
Оптимальная непрерывная гранулометрия цемента позволит:
- снизить водопотребность цемента;
- значительно снизить энергозатраты на смешивание его с водой, что особенно актуально для смесей с низким В/Ц;
- значительно увеличить устойчивость смеси к расслаиванию;
в свою очередь это все позволит получать стабильные высокие результаты, то есть позволит исключить или снизить до минимума разброс результатов, возникающий в следствии не достаточной гомогенизации смеси в процессе перемешивания. Поэтому конечная цель - высокие стабильные результаты при значительном снижении расхода вяжущего.
Весьма достойный и понятный ответ. Завтра прокомментирую
Была ли полезна информация?
В старые добрые времена многие вопросы решались голосованием. Обсудили - постановили, мнение коллектива - закон. Бетон должен состоять из цемента и наполнителя, можно добавить воды. Чтоб легко укладывалась.
Остальное - лженаука.
Однако наши недруги не спят и дурят бетонщикам головы.
Не так давно довольно известная компания Lafarge подала заявку на патент. В Россию, в 2007. И патент получила, в 2011ом. (Новичку - ссылки нельзя, ищите сами патент 2434822)
Там кратенько, 25 страничек. С гранулометриями, конечно.
Рекомендуют взять неоптимального цемента - тот, что выпускают, "предпочтительно" в количестве от 2 до 5%. Добавить эдак полтора процента микрокремнезема. Порошку цементной крупности, из отходов - до 25%. Порошков покрупнее - до 50%. Ну и так далее. И не про жидкое стекло, ни про известь с золой - не заикались. И будет всё хо-ро-шо.
Ну, типа марка 250 даже на литейном составе.
Это ж как на жестком будет... А если активировать и оптимизировать - аж дух захватывает.
Хотя надеюсь, форумчане это "на раз" повторят. Догоним и перегоним.
Хотя, сомнения по патенту есть.. Может, добавляют буржуи чего? О чем не пишут? И ведь вопросы недоперемешивания их не волнуют, всё больше про выбросы они переживают... Не художники вовсе, а ремесленники. Но ведь всё равно занимательно пишут.
PS извините, Андрей Михайлович, за сей пассаж в Вашей ветке. Далековато нам до высшей математики и осознанного применения Вашего полумикронного кварца.
Хотя по тексту цитируемого патента - похоже, именно вместе они гадость эту мелят...Активируют или взаимно измельчают - неясно, тут пробовать да думать надо.
Изменено: Игорь Ильин - 21.04.14 15:37
Была ли полезна информация?
Цитата
Игорь Ильин пишет:
Хотя по тексту цитируемого патента - похоже, именно вместе они гадость эту мелят...Активируют или взаимно измельчают - неясно, тут пробовать да думать надо.

Некому у нас, Игорь Олегович, думать...да и незачем...
Была ли полезна информация?
Цитата
Игорь Ильин пишет:
Хотя по тексту цитируемого патента - похоже, именно вместе они гадость эту мелят...Активируют или взаимно измельчают
А молоть-то зачем?
Была ли полезна информация?
Цитата
Morfeus пишет:
В том-то как раз и дело!?
Каким образом гранулометрия цемента связана с последующими свойствами изделия.
А для этого нужно понимать какие изменения и каким образом они происходят с цементом от его начального состояния до конечного.
У меня следующее ИМХО по поводу начального кристаллообразования:
.
.
.
Все Ваши рассуждения касаются механизма гидратации лишь идеализированного мономинерального цемента, а, как известно, он являются полиминеральным материалом, в котором скорость растворения составляющих кардинально разнится. При этом он (до кучи) содержит ряд добавок (химических и минеральных). Поэтому все гораздо сложнее и как Вы это учитываете?
Более того, частицы в цементе существенно отличаются по размеру, эдак в 200-300 раз, то есть часть из них мгновенно начнет взаимодействовать с водой, а другая даже не успеет «подумать» об этом, то как, собственно, Вы собираетесь
Цитата
управлять процессом начального кристаллобразования не только во времени, но и в пространстве?
?
А если учесть, что по свойствам наш российский цемент – нестабильный продукт, у которого активность может «плясать» в интервале 45…55 МПа (для ПЦ500), удельная поверхность от 2500 до 3500 см2/г и пр., то все становится еще сложнее.
Цитата
- практически 50% пространства нужно преодолеть новому кристаллу, чтобы "прицепться" к соседнему зерну вяжущего
Прицепится он не к зерну вяжущего, а встретится с таким же кристаллом, который растет из соседнего зерна.
Цитата
- это же какая кинетика (скорость) начального кристаллообразования должна быть, чтобы преодолеть 50% пустого пространства и все-таки начать образОвывать начальную матрицу прочности!??
- а сколько микродефектов будет порождено на этом "пути" и в таком высокоскоростном процессе!??
- сколько энергии будет потрачено буквально в пустую!??
- Будет ли в дальнейшем прочность нарастать или начнется деструкция!?
Тем не менее, процессом кристаллообразования управлять можно. В общем случае, начало, полнота и скорость этого кристаллообразования зависят от градиента концентрации гидратирующегося вещества. И чем выше этот градиент, тем быстрее протекает кристаллообразование, тем меньше накапливаются микродефекты, и тратится энергия впустую.
Впрочем, иногда приходится жертвовать целостностью и бездефектностью структуры ради достижения некоторых технических результатов.

Цитата
Более конструктивные вопросы:
- можно ли управлять процессом начального кристаллобразования не только во времени, но и в пространстве?
- можно ли многократно ускорить процесс начального кристалообразования и управлять этим процессом так, чтобы минимизировать образование микродефектов?
Можно и особенно в наполненных цементных системах. И здесь степень гидратации будет выше, чем в системах на основе чисто клинкерных цементов. И микродефектов явно поубавится.
Цитата
- можно ли инертное сделать НЕинертным?
Можно. Инертное (т.е. химически не взаимодействующее с водой, а также с исходниками и продуктами гидратации вяжущего), например, может определять ход кристаллообразования по механизму эпитаксиального срастания.
Цитата
- можно ли при всем этом еще и снизить себестоимость как вяжущего, так и изделия в конечном итоге?
- можно ли буквально - "под ногами" - найти все необходимые компоненты для вышеизложенного?
УУУУ, как можно. Одному производственнику посоветовал заменить 50 % вяжущего дешевым наполнителем. При этом прочность конечного продукта на основе этого «разбавленного» вяжущего оказалась в 1,5 раза выше прочности широко распространенного аналога. Самое интересное, что наполнитель «валялся» в 200 метрах от его производства. Вот смеху то было!!!
Воистину «под ногами» надо искать, далеко не ходить!!! Точнее, знание – сила!!!
Была ли полезна информация?
Цитата
olvik пишет:
...тем быстрее протекает кристаллообразование, тем меньше накапливаются микродефекты...
Получается, что бетоны твердеющие в условиях ТВО, должны иметь значительно меньше микродефектов , по сравнению с бетонами твердеющими в нормальных условиях???
Была ли полезна информация?
Цитата
Андрей Баринов пишет:
Получается, что бетоны твердеющие в условиях ТВО, должны иметь значительно меньше микродефектов , по сравнению с бетонами твердеющими в нормальных условиях???
да, это касается любых дефектов при правильно подобранном и соблюдаемом режиме ТВО.
Однако, химия+ТВО творит ещё большие чудеса (говорю о бетоне, уплотняемом на виброплощадках и вибраторами)
Была ли полезна информация?
Цитата
Андрей Баринов пишет:
Цитата
olvik пишет:
...тем быстрее протекает кристаллообразование, тем меньше накапливаются микродефекты...
Получается, что бетоны твердеющие в условиях ТВО, должны иметь значительно меньше микродефектов , по сравнению с бетонами твердеющими в нормальных условиях???
Как раз наоборот!
Процесс начального кристаллообразования так и остается случайным и неоднородным как по времени, так ии по положению в пространстве.
А управлять умеют только временем - замедляя кинетику начального кристаллообразования.
Поэтому меньше микродефектов будет в медленно твердеющих в нормальных условиях бетонах. Желательно еще и в избытке воды.

Аминь!
Изменено: Morfeus - 22.04.14 12:36
Была ли полезна информация?
Цитата
Morfeus пишет:
Как раз наоборот!
Процесс начального кристаллообразования так и остается случайным и неоднородным как по времени, так ии по положению в пространстве.
А управлять умеют только временем - замедляя кинетику начального кристаллообразования.
Аминь!

А как же плотная упаковка? Этим никто (ессно кроме вас) не умеет управлять (или пользоваться)?
Была ли полезна информация?
Есть два пути повышения прочности металлов. Первый - снижение деффектности кристаллической решётки. Максимальная прочность нитевидных кристаллов чистого железа (их назвали"усы" ;) 13000МПа. Второй путь - увеличение количества деффектов кристаллической решётки за счёт введения лигатуры и термо механичеческой обработки. Максимальная прочность 1300 - 1700 МПа. То есть разница примерно десятикратная. Но "усы" можно получить лишь "в пробирке".
Прочность на сжатие кристалла кварца до 2200 МПа, кварцевой керамики до 600 МПа, самый прочный товарный бетон до 160 МПа (конечно не у нас)...Практически таже пропорция.
По сему, пути увеличения прочности бетона те же - упаковка (измельчение относится сюда), химия(лигирование) и, с вашего позволения, механохимия.
Изменено: Predator - 22.04.14 13:44
Была ли полезна информация?
Цитата
Predator пишет:
По сему, пути увеличения прочности бетона те же - упаковка (измельчение относится сюда), химия(лигирование) и, с вашего позволения, механохимия.
А чем механохимия принципиально отличается от указанных Вами путей "измельчения" и "легирования".
Была ли полезна информация?
Цитата
Predator пишет:
Цитата
Morfeus пишет:
Как раз наоборот!
Процесс начального кристаллообразования так и остается случайным и неоднородным как по времени, так ии по положению в пространстве.
А управлять умеют только временем - замедляя кинетику начального кристаллообразования.
Аминь!

А как же плотная упаковка? Этим никто (ессно кроме вас) не умеет управлять (или пользоваться)?

Уточните - плотная упаковка чего?

Аминь!
Была ли полезна информация?
Уважаемый olvik,
вы наверно достаточно внимательно прочитали названный 21 апреля Игорем Ильиным патент 2434822, и сможете сообщить, насколько этот патент ограничивает общедоступные рецептуры. Чего нам теперь нельзя делать? И чего нельзя было и до того? Не придётся ли теперь даже мельчайшим фирмам патентовать любой свой состав? Наедет этот Лафарж, и доказывай потом что ты не верблюд...
И вообще, осталось ли ещё что-то что можно делать, не вляпавшись в запатентованные ими и другими достаточно широкие пределы рецептур и технологий.
Полного ответа конечно не дадите, но сообщите пожалуйста своё мнение.
Была ли полезна информация?
Цитата
Morfeus пишет:
Уточните - плотная упаковка чего?

Аминь!

Аминь!

Я думал вы знаете чего...

Цитата
Андрей Баринов пишет:
А чем механохимия принципиально отличается от указанных Вами путей "измельчения" и "легирования".

Если это вопрос...

"Незабвенный" в таких случаях, если находится в хорошем расположении духа, отправляет...в библиотеку.

И я с ним солидарен.
Была ли полезна информация?
Читают тему (гостей: 2)