ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация неорганических вяжущих веществ из "Материалы на основе металлофосфатов" В связи с быстрым развитием неорганической прикладной химии число веществ, используемых в качестве вяжущих, увеличилось, что обусловило появление многочисленных работ ПО систематизации неорганических вяжущих веществ. Большое место среди них занимают работы Сычева, в которых дан анализ условий и закономерностей проявления вяжущих свойств в неорганических системах и изложены принципы научного подхода к систематизации вяжущих веществ на основе изучения процессов их твердения [1, с. 46—56 2—6]. Кроме того, показана возможность ирогнозирования вяжущих свойств неорганических веществ с использованием данных по их систематизации. [c.7] Одним из основных вопросов такой классификации является определение вяжущего. [c.7] В общем случае вяжущим можно назвать вещество, способное придать прочность массе, в которую оно входит в качестве компонента. Детализируя это опре,деление в приложении к цементам, Уайгант [7] дает следующее определение Цемент—связующий материал, образующийся в результате реакции, способный сообщить прочность и упругость массе агрегата, в которой он представлен в небольшом соотношении и сохраняет до некоторой степени свойства этого агрегата . [c.7] Последнее определение является наиболее приемлемым для неорганических вяжущих с тем лишь услбвием, что под понятием пластичная удобообрабатываемая масса подразумевается изменение консистенции масс в широких пределах и обработка различными методами, например прессованием. Деление вяжущих по дисперсности частиц на коллоидно-дисперсные и. молекулярно-дисперсные также весьма характерно для неорганичеоких систем, в частности фосфатных. [c.8] Классификация вяжущих веществ на основе первой группы признаков — система Федорова [8]—представлена на схеме (см. с. 10, 11). [c.8] Рассмотрим опубликованные работы по систематизации вяжущих веществ с учетом указанных выше признаков. [c.8] Жидким компонентом вяжущего может быть а) любая дисперсионная среда с хорошей смачивающей способностью б) расплав, образующийся при повышении температуры в) раствор вещества с отрицательным коэффициентом растворимости г) коллоидный раствор [2]. [c.9] Как указывает Сычев [2], термин вяжущее в этом смысле нельзя считать удачным для порошковых материалов, которые являются лишь полупродуктом, способ-, ствующим образованию клеящего материала (например, портландцемента). [c.9] Так как в результате отвердевания образуется камневидное тело, то твердая фаза минерального клея должна обладать специфическими свойствами наружной поверхности и иметь высокую дисперсность [2]. Использование в качестве клеев дисперсных систем определяется также тем, что процесс твердения связан с характерными для них явлениями коагуляцией, кристаллизационным опаиванием частиц в монолит [9 10, с. 115], адгезионными явлениями, химическим взаимодействием на поверхности частиц, диффузионным взаимодействием за счет повышенной подвижности в поверхностном слое адсорбционной воды [2], механическим зацеплением. [c.9] Функции жидкого компонента вяжущего Сычев характеризует следующим образом проявление адгезионных свойств за счет высокой смачивающей способности обеспечение таких реологических свойств системы, которые могут обусловить возможность формования изделия химическое взаимодействие с твердой фазой для получения клеящего вещества свойство образовывать при нагревании осадки, обладающие адгезионными свойствами, или гели. [c.9] Необходимость осуществления этих функций в процессе связывания определяет химический состав жия- остей затворения . [c.12] Вследствие того что одним из условий проявления вяжущих свойств является образование дисперсной системы с высокой смачивающей способностью, в качестве жидкостей затворения следует применять полярные среды воду, водные растворы, полярные органические растворители. Если клеящее вещество получается в результате взаимодействия жидкости затворения с дишерсной фазой вяжущего, жидкий компонент должен обладать определенной химической активностью по отношению к твердой фазе (вода, кислоты, щелочи). Для образования гелей и осадков, обладающих адгезионными свойствами, используют растворы неорганических полимеров, которые вступают в реакцию поликонденсации в процессе нагревания, а также растворы веществ с отрицательным температурным коэффициентом растворимости. [c.12] Твердый компонент вяжущего должен быть высоко-дисперсным продуктом, хорошо смачиваться жидкостью затворения, обладать достаточной химической активностью к применяемой дисперсионной среде. [c.12] Для протекания основного процесса твердения — взаимодействия частиц с различной дисперсностью — необходим тесный контакт частиц, который обеспечивается при высокой концентрации дисперсной фазы и повышении этой концентрации в процессе отвердевания. В растворах неорганических полимеров и веществ с отрицательным коэффициентом растворимостп повышение концентрации твердой фазы достигается удалением растворителя из системы, а также выделением новых фаз при нагревании. [c.12] Рассматривая эти процессы, Сычев подтверждает одно из основных положений теории твердения неорганических вяжущих—связывание может происходить только в так называемых стесненных условиях — в высококонцентрированных дисперсных системах. [c.13] Такая систематизация позволяет уточнить и обобщить ранее высказанные тем же автором в работах [1, с. 46— 56 3 4] взгляды по разделению вяжущих по характеру лроцессов твердения. [c.13] Вяжущие вещества кислотно-основного взаимодействия, представления о которых развиты Федоровым [11, 12], являются частным случаем образования клеящих продуктов при взаимодействии различных по кислотности (основности) твердой и жидкой фаз. [c.13] Систематизация неорганических вяжущих, предложенная Уайгантом [7], в основе которой лежит рассмотрение процессов твердения, имеет, на наш взгляд, также более частный характер ио сравнению с приведенной выше систематизацией Сычева. [c.13] Рассматривая теоретические предпосылки проявления вяжущих свойств в неорганичеоких системах, Уайгант отмечает [7], что связующие с различным механизмом схватывания проявляют когезионные и адгезионные свойства по одинаковым причинам, заключающимся в том, что они имеют общие характеристики структуры и поведения в процессе реакции. Для структуры неорганических цементов характерны водородные связи. Керамические наполнители в основном являются окислами, поэтому в результате их взаимодействия с фосфатными связующими граница раздела между наполнителем и цементом представляет собой прочную адгезионную связь. Нарастанию адгезионных свойств способствует образование непрерывной структуры из большого числа центров кристаллизации в момент твердения. [c.14] Так как способность к сцеплению высококристалли-ческих материалов мала (отсутствие эффективных остаточных сил в упорядоченных телах ослабляет их способность к адгезии), то беспорядочная структура для цементов является идеальной она обусловливает максимальное проявление адгезионных свойств, а также лучшее выравнивание напряжений, возникающих в. процессе твердения. [c.14] Вернуться к основной статье