ГлавнаяНаряду с традиционными путями улучшения качества строительных материалов получили свое развитие электрофизические методы в ряде технологий производства строительных материалов и изделий. Ранее отмечалось, что электрофизические технологии получили свое развитие во многих отраслях промышленности, в том числе и в производстве строительных материалов: в технологии производства высококачественных активированных заполнителей; в технологии электроактивации вяжущего и электрорегенерации потерявшего активность вяжущего; при подготовке бетонных смесей и их твердении; при утилизации некондиционных и отслуживших свой эксплуатационный срок изделий и конструкций; в технологии создания защитно-декоративных покрытий на строительных материалах и т. д.
Все они были использованы в основном для улучшения качества безобжиговых и твердеющих композиций. Практически важным является использование высоковольтной обработки коронным разрядом для улучшения качества обжиговых строительных материалов пластического формования.
Для проведения экспериментальных исследований по изучению влияния высоковольтной активации на прочностные свойства керамических образцов объектами обработки были приняты отформованные образцы. Состав сырьевой смеси включал глину (64%), диопсид (23%), стеклобой (12%). Образцы размером 2,5x2,5x2,5 см изготавливались методом пластического формования. Время высоковольтной обработки отформованных образцов составляло 10 и 20 мин. После обработки керамические образцы сушились, а затем обжигались в лабораторной печи. На рис. 6.6 приведены результаты исследований.
Как видно из графика на рис. 6.6, при времени высоковольтной обработки 10 и 20 мин прочность керамических образцов возрастает с 40,9 до 54,4 и 46,4 МПа соответственно. Результаты проведенных исследований подтверждают результаты ранее выполненных исследований и свидетельствуют о возможности регулирования свойств керамических материалов при использовании высоковольтной технологии. Установленные закономерности по изменению прочностных свойств керамических материалов при использовании высоковольтной обработки отформованных образцов пластического формования связаны с рядом факторов, которые сопровождают процесс обработки.
Следует иметь в виду, что при изменении времени энергонагружения отформованных образцов в технологии высоковольтной активации поверхностные и объемные изменения объекта обработки связываются как с изменением междуслойной поляризации в условиях формирования двойного слоя на границе раздела фаз, так и деформацией последнего при одновременном изменении диэлектрической проницаемости всей системы в целом.
В развитие вопроса о влиянии высоковольтной активации на свойства обжиговых материалов проведен комплекс экспериментальных исследований с использованием данного вида обработки в производстве пористых материалов на основе цеолитсодержащих пород. В качестве объекта обработки служили отформованные образцы размером 2,5x2,5x2,5 см. Минералогический состав цеолитсодержащей породы представлен цеолитом (клиноптиллолитом), кварцем, полевыми шпатами и глинистыми минералами (монтмориллонитом). Химический состав цеолитсодержащей породы представлен в табл. 6.2.
Отформованные образцы-кубики обрабатывались в поле высоковольтного коронного разряда в течение 5, 10, 15 мин, а затем обжигались при температуре 850 °С. Результаты исследований приведены на рис. 6.7, 6.8.
Как видно из рис. 6.7, 6.8, свойства материала зависят от времени предварительной высоковольтной обработки. Результаты микроскопических исследований полученных образцов, представленные на рис. 6.9, показывают изменение пористой структуры материала.
С увеличением времени высоковольтной обработки размеры пор уменьшаются, структура материала становится мелкопористой. Результаты по определению размера пор полученных образцов представлены на рис. 6.10. Диапазон размеров пор у образцов, изготовленных без использования высоковольтной обработки, составляет 0,47-2,036 мм. Для материалов, подвергавшихся высоковольтной обработке в течение 5, 10 и 15 мин, размеры пор находятся в диапазонах 0,41-1,6; 0,33-1,66 и 0,21-1,68 мм соответственно.
Результаты проведенных исследований подтвердили возможность получения обжиговых материалов пластического формования с заданной структурой и свойствами при использовании высоковольтной активации коронным разрядом до стадии обжига.
Установленные закономерности изменений свойств керамических материалов от энергетических и временных парам энергонагружения связаны с рядом факторов. Во-первых, немаловажным является, какая из форм коронного разряда (лавинная или стримерная) имеет место в принятом режиме высоковольтной обработки. Во-вторых, при длительном наложении электрического поля к телам в них происходит накопление электрических зарядов, что вызывает неравномерное пространственное и временное изменение напряженности в объеме.
В результате появляются зоны, где напряженность электрического поля больше, чем расчетное значение напряженности, определяемое конфигурацией электродов. В большей мере эта пространственная и временная нестационарность свойственна материалам, обладающим большой структурной неоднородностью, что присуще принятым объектам обработки.