Способ определения начала структуро-ОбРАзОВАНия МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N33/38 

(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 ij. 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 гйдратацнонного твердения гипса до начала кристаллизационного структурообразования, гипсовая суспензия остается тиксотропной; ее вязкость практи-,.. .чески неменяется. 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 f2. 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 материалов, включая почву. Поставленная цель достигается тем, что после разрушения материала по дефектам структуры и добавления поверхностно-активного вещества, материал разделяютна фракции по диаметру частиц, выпаривают на водяной бане досуха, отбирают в структурных образцах кусочки не менее 3 мм и определяют удельную поверхность каяадого полученного образца методом

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 6,25-0,1 мм, 0,10,05 мм, 0,05-0,01 мм, 0,01-0,005 мм 0,005-0,001 мм, меньше 0,001 мл путем отмачивания в воде (по методу Стокса). Суспензии выпаривают на водяной бане досуха и определяют удельную поверхность полученного материала методом газовой хроматографии по тепловой десорбции азота. Для определения удельной поверхности структурНЕЛх образцов берут кусочки не менее 3 мм по диаметру.Одинаковые по размеру кулачки при разной дисПредложенный способ может быть использован для изучения структуреобразования в почвах. Например, при переходе материала многонатриевого солонца от частиц с размером 0,0010,0002 мм к чайтицам меньше 0,0002 обнаружено резкое падение удельной поверхности от 35,8 до 14 м/г Следовательно, в пределах частиц меньше 0,0002 мм исследуемый многонатриевый 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-кристаллиз ационную.

персности одного и того же материала показали разную удельную поверхность (табл.). Оказалось, что биотит и кварц, которые не образуют прочных структур в пределах -данного разрушеJ ния, 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

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

0 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

5 броуновское движение, частицы взаимно ориентируются и сно1ва образуют коагуляционную структуру бентонита. Формула изобретения 1. Способ определения начала структурообразования материалов, включающий разрушение материала, смешивание его с поверхностно-активным веществоми определение момента перехода коагуляционной структуры в конденсационно-кристаллизационную, отличающийся тем, что, с целью расширения 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 н менее 3 мм и определяют Удельную поверхность ка ждого полученного образца методом адсорбции инертных газов, в момент перехода коагуляционной структуры в конденсационнокристаллизационную определяют по скачкообразному падению удельной поверхности при уменьшении диаметра частиц фракций материала.

40

30I I

W

ю I

0,005 О,01 -0,01 0,05

материала в пределах размера диаметра частиц этой фракции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 280-281.

0,1

0.05

диаметр частиц, -0,1 -0,25

Фиг./

f

ДО

.§ 0

Ю

Q 0,0002 0,OO}Mft 0,009

0,1 диаметр частиц, м