>> Hiểu biết toàn diện về phụ gia trợ nghiền (P3)
>> Hiểu biết toàn diện về phụ gia trợ nghiền (P2)
>> Hiểu biết toàn diện về phụ gia trợ nghiền (P1)
2. Bề mặt có và không có phụ gia trợ nghiền
Từ
Hình 8 -13 cho thấy các cách thức khác nhau mà các bề mặt mới được hình thành và các quá trình hóa học và vật lý tiếp theo trong quá trình nghiền. Canxi oxit (CaO) được sử dụng trong các sơ đồ đơn giản hóa thay vì một pha clanhke. Các ion bề mặt tiếp xúc được biểu thị bằng điện tích cao nhất (Ca
2+, O
2-) nhưng tinh thể nói chung lại là trung hòa điện, do đó, không có điện tích được đánh dấu trong mạng tinh thể nguyên vẹn. Màu sắc các ô vuông trong sơ đồ càng nhạt thì độ phân cực càng thấp. Các mũi tên màu xanh lá cây càng mỏng thì độ tương tác giữa các bề mặt bị tách ra càng yếu. Một bề mặt tách ra có độ phân tách điện tích đáng kể
(Hình 8) chỉ có thể gặp phải khi hoàn toàn không có mặt của nước và mặc dù điều đó rất khó xảy ra. Các bề mặt phân cực vừa mới bị phân tách hồi phục ngay lập tức. Các nguyên tử bề mặt ổn định lại vị trí của chúng phù hợp với năng lượng tối thiểu và sự cân bằng điện tích tối ưu. Thông thường với sự có mặt của nước (hoặc các ion hydroxide), điều này diễn ra đặc biệt nhanh chóng khi các ion hydro di chuyển (chuyển động của các proton), với chu kỳ bán rã trong phạm vi pico giây (10 - 12 giây), là một trong những quá trình hóa học đã biết diễn ra nhanh nhất.
Vận tốc lan truyền của vết nứt trong clanhke cực kỳ cao. Kết quả mô phỏng cho thấy tốc độ đạt 11.500 km/h dọc theo mặt cát khai của khoáng alite, thường gấp gần mười lần tốc độ của âm thanh trong không khí. Vận tốc lan truyền của chất lỏng thấp hơn đáng kể. Tốc độ thấm ướt là từ 1 µm/s đến 10 m/s (36 km/h), tùy thuộc vào các điều kiện
(Hình 6), được đề cập đến ở. Vì vận tốc lan truyền là chậm hơn nhiều so với vận tốc lan truyền vết nứt và hồi phục bề mặt cũng như cân bằng điện tích xảy ra nhanh chóng, phải giả thiết rằng phụ gia trợ nghiền luôn luôn hoặc hấp phụ đến một mức độ rất rộng trên bề mặt trung hòa điện
(Hình 9 và 10). Tuyên bố này không được chứng minh trực tiếp cho clanhke nhưng điều này được chứng minh cho tất cả các hợp chất ion đã nghiên cứu. Axit hữu cơ và các muối và các hợp chất amoni bậc bốn, mà có thể cân bằng điện tích, đạt hiệu quả kém hơn so với các hợp chất rượu tương ứng. Điều này mâu thuẫn với các hoạt động thường được thừa nhận của các phụ gia trợ nghiền bởi sự cân bằng điện tích.
Nước, glycerin, diethylen glycol (DEG) và diisopropanolamin (DIPA) có thứ tự hỗ trợ nghiền tăng dần
(Hình 10 - 13). Nước phân ly thành các ion dương hydro và các ion âm hydroxyl (H
2O ➝ H ∙∙∙∙ OH ➝ H
+ + OH
-, hydroxyl hóa), mà tự định vị trí để giảm bớt độ phân cực bề mặt của clanhke. Các nhóm rượu (R-OH) của các chất phụ gia trợ nghiền giảm thêm độ phân cực bề mặt. Các phần hydrocarbon (R, bao gồm CH, CH
2 và CH
3) che chắn chiều phân cực. Các phần hydrocacbon của glycerin là nhỏ (biểu thị trong
Hình 11), của diethylen glycol vừa phải
(Hình 12) và của diisopropanolamin lớn (Hình 13). Phần hydrocacbon càng lớn thì năng lượng bề mặt của các hạt xi măng bị bao phủ càng nhỏ và hiệu suất nghiền càng tốt.
Hình 9 - 13 cho thấy các mô hình đó không chỉ liên quan tốt với các thí nghiệm thực tế mà còn tương ứng với các cấu hình phân tử được tìm thấy với các mô phỏng phân tử (phần 4). Lực hút giữa các hạt xi măng nghiền cũng như giữa các hạt xi măng và vật liệu nghiền (bi, đạn thép …), mà không sử dụng phụ gia trợ nghiền
(Hình 9, Hình 10) dẫn đến kết tụ và bám dính vào các bi đạn nghiền
(Hình 1) phụ thuộc vào năng lượng bề mặt.
Xem tiếp>>>
Hiểu biết toàn diện về phụ gia trợ nghiền (P5)
Hiểu biết toàn diện về phụ gia trợ nghiền (P6)
Hiểu biết toàn diện về phụ gia trợ nghiền (P7)
Quỳnh Trang (Theo TTKHKT Xi măng)