Аннотации:
Статья посвящена исследованию влияния частоты и времени ультразвуковой обработки на вязкость бентонитовых водно-глинистых суспензий. Объектом исследования являлась бентонитовая глина Зыряновского месторождения Курганской области, на основе которой готовились водно-глинистые суспензии. Полученные суспензии исследовали на условную вязкость, для определения которой использовался вискозиметр ВЗ-2, и динамическую вязкость, которую определяли при помощи ротационного вискозиметра Brookfield Rheo V 2.8. При ультразвуковой обработке дисперсная система условно делится на четыре зоны: зону активного диспергирования твердой фазы, переходную зону, зону волновой и гидродинамической коагуляции и зону устойчивого структурно-реологического равновесия состояния твердой фазы раствора. Показано, что обработка глинистых суспензий ультразвуком вызывает в зависимости от продолжительности и мощности обработки как диспергирующее, так и агрегатирующее действие. Ультразвуковая обработка в течение 15 мин приводит к снижению условной вязкости водно-глинистых суспензий из-за образования периодических коллоидных структур, после чего начинается роцесс автокаогуляции. В результате ультразвукового воздействия полем 20 кГц на водно-глинистые суспензии зыряновского бентонита в течение 1, 5 мин происходит уменьшение динамической вязкости вследствие диспергации частиц, а в результате ультразвукового воздействия полем 50 и 60 кГц на водно-глинистые суспензии зыряновского бентонита в течение 1, 5 мин происходит увеличение динамической вязкости, что связано с коагуляцией частиц. Установлено, что устойчивость активированных коагуляционных систем к механическим нагрузкам значительно меньше, чем у исходных бентонитовых глин, что позволяет осуществить более равномерное распределение глинистых минералов по поверхности кварцевого песка
и обеспечить увеличение количества когезионно-адгезионных контактов и повышение физико- механических свойств смесей при формообразовании. The article considers the influence of frequency and time of the ultrasonic treatment on viscosity of bentonite suspensions. The object of the study is the bentonite clay of Zyryanka deposit which was used as the base for water-clay suspensions. Suspensions were examined for conditional viscosity, which was determined by the viscometer VZ-2 and for the dynamic viscosity which was determined by the rotary viscometer Brookfield Rheo V 2.8. In ultrasonic processing the dispersion system is divided into four zones, such as the zone of active dispersion of the solid phase, the transitional zone, the zone of wave and hydrodynamic coagulation and the
zone of sustainable structural and rheological equilibrium state of the solid solution phase. It has been shown that the ultrasonic treatment of clay suspensions causes both dispersant and aggregated action depending on the processing time and power. It is established that water-bentonite clay suspensions are thixotropic non-Newtonian fluids with a pseudoplastic flow. Ultrasonic treatment during 15 minutes leads to the decrease of the relative viscosity of suspensions due to the formation of periodic colloidal structures, followed by the process of
autocoagulation. Ultrasonic treatment by the field of 20 kHz during 1.5 minutes leads to the decrease of the dynamic viscosity of suspensions due to the particles dispersion. Ultrasonic treatment by the field of 50, 60 kHz during 1.5 minutes leads to the increase of the dynamic viscosity of suspensions due to particles coagulation. It is established that the stability of activated coagulation systems to mechanical stresses is much less than in original bentonite clays, which enables to realize more uniform distribution of clay minerals along the surface of
the quartz sand and to provide the increase of a number of cohesive and adhesive contacts and the improvement of physical and mechanical properties of mixtures in the forming process.
Описание:
Антошкина Елизавета Григорьевна, канд. техн. наук, доцент кафедры неорганической химии, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; aeg-2007@mail.ru.
Смолко Виталий Анатольевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой неорганической химии, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; smolko-2007@mail.ru. E.G. Antoshkina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, aeg-2007@mail.ru, V.A. Smolko, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, smolko-2007@mail.ru