Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Иванова Анна Виллоровна

Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей
<
Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Иванова Анна Виллоровна. Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.04 : М., 2005 173 c. РГБ ОД, 61:05-5/3797

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ состояния вопроса и постановка задачи. 5

Глава 2 Методика исследований. 22

Глава 3 Разработка модификаторов для песчано-бентонитовых Q формовочных смесей .

3.1 Разработка модификатора на основе древесного сырья. Повышение реакционной способности модификатора МФЛ. 29

3.2 Разработка модификатора на основе комплексных соединений . 43

Глава 4 Исследование механизма и разработка путей управления свойствами формовочных смесей с помощью модификаторов МФЛ и РГС . 52

4.1 Гипотетические представления о механизме взаимодействия модификаторов МФЛ и РГС с бентонитовым связующим. 52

4.2 Исследование механизма влияния модификатора МФЛ на уровень оптимальных технологических свойств формовочных смесей с точки зрения качества формы и получаемой отливки . 68

4.3 Уточнение механизма процесса активации бентонитовых связующих за счет дополнительного введения в процесс комплексного соединения - РГС. 83

Глава 5 Изучение влияния разработанных модификаторов МФЛ и РГС на свойства песчано-бентонитовои формовочной смеси . 92

5.1 Влияние модификатора МФЛ на свойства формовочных смесей из свежих материалов, атакже производственных смесей. 92

5.2 Влияние модификатора РГС на свойства бентонитового связующего и формовочных смесей . 99

5.3 Промышленное опробование и применение модификатора РГС. 118

Глава 6 Использование формовочных модификаторов МФЛ и РГС для получения модифицированного бентонита . 121

6.1 Использование модификатора МФЛ для химического модифицирования бентонита. 121

6.2 Использование модификатора РГС для химического модифицирования бентонита . 127

Выводы. 132

Список литературы. 137

Приложения. 143

Введение к работе

Совершенствование технологии изготовления отливок в сырых разовых формах связано с разработкой и использованием новых формовочных материалов, составов формовочных смесей, способов их приготовления, контроля и регулирования основных параметров.

Проблема обеспечения литейного производства высококачественными формовочными материалами, обостряется из-за отсутствия необходимых резервов в РФ, ограниченностью природных ресурсов.

В связи с применением в литейном производстве России больших объемов низкосортных кальциево-магниевых (неактивированных) бентонитов, не обеспечивающих требуемого уровня основных технологических свойств формовочных смесей на их основе, актуальным вопросом является их активирование и модифицирование, а также, возможность использования суспензионной технологии приготовления высокопрочных формовочных смесей для современных автоматических линий.

Применение суспензионной технологии требует обеспечения повышенных прочностных свойств и низкого содержания влаги формовочных смесей, что первоначально определяет довольно высокую концентрацию бентонитовых суспензий (20 — 30 %).

Из-за повышенной набухаемости натриевых и в особенности
активированных бентонитов оказалось практически невозможным получение
суспензий с концентрацией бентонита выше 10 %, которые обладали бы
требуемой подвижностью, обеспечивающей возможность их транспортировки
по трубопроводам от агрегатов приготовления суспензий к
смесеприготовительным отделениям литейных цехов. С другой стороны,
применение низкоконцентрированных суспензий ограничивается

технологически допустимым пределом влажности.

Возникшее противоречие между технологической целесообразностью ввода бентонита в смесь в виде суспензий и технологическими требованиями по ограничению влажности формовочной смеси, с одной стороны, и с другой — высокими прочностными показателями не представляется возможным преодолеть без применения специальных модификаторов (модифицирующих добавок).

Модификаторы возможно будет использовать как самостоятельно в процессе приготовления формовочной смеси, так и при обработке ими отдельно бентонитового связующего (при получении модифицированного бентонита).

С помощью химического модифицирования возможно достичь существенного изменения как структурных и физико-химических свойств бентонитов, так, соответственно, и всего комплекса физико-механических и технологических свойств формовочных смесей, определяющих их поведение в процессах уплотнения и заливки готовых форм. Применение химического модифицирования позволит существенно расширить возможности экологически наиболее чистого способа литья в песчано-бентонитовые формы и создаст предпосылки его использования при производстве тонкостенных отливок высокой размерной и весовой точности, для которых традиционно использовались другие методы литья.

Разработка модификатора на основе комплексных соединений

Разработка формовочного модификатора на основе комплексного соединения проводилась совместно с НИИ "ИРЕА". В процессе проведенной работы было синтезировано и исследовано более тридцати образцов различных комплексонов и композиций на их основе.

В первую очередь были изучены комплексоны, обеспеченные отечественной сырьевой базой, с достаточно простой и безотходной, технологией их получения. Конечный продукт, полученный в процессе реакции, не должен требовать дальнейших трудоемких операций выделения и очистки.

Экспериментальная часть на первом этапе включала изыскания эффективного модификатора в ряду фосфор - и карбоксилсодержащих комплексонов различного строения (табл. 3.2.1) [60]. Синтез композиций осуществлялся взаимодействием соответствующих аминов с карбонильными соединениями и различными фосфорсодержащими реагентами.

Детальное изучение влияния синтезированных добавок на разжижение бентонитовой суспензии и предел прочности при разрыве в зоне конденсации влаги (табл. 3.2.2) показало перспективность использования в литейном производстве фосфорсодержащих комплексонов, по сравнению с карбоксилсодержащими. Например, комплексоны из класса карбоксилсодержащих ЭДТА (14) — этилендиамин и ДТПА (15) — диэтилентриамин не обнаружили разжижающего и активирующего эффектов.

Представители другого класса комплексонов - фосфорсодержащие: ОЭДФ (4, 11), ДПФ (2), НТФ (13), ОЭИДФ (6), ЭДТФ (10), в силу своих высоких сорбционных свойств, оказались более способными к проявлению указанных эффектов (или одного из них или обоих - например, комплексоны НТФ и ЭДТФ). Комплексоны ДПФ и ОЭИДФ, обладая некоторой разжижающей способностью, в сильной мере снижают прочность при разрыве в зоне конденсации влаги. ОЭДФ, напротив, обладая сильным активирующим эффектом, проявляют полную неспособность к разжижению бентонитового связующего.

Итак, сопоставление состава образцов комплексонов с результатами их испытаний убедительно свидетельствует, что наиболее эффективным комплексоном в качестве модификатора для песчано-бентонитовых формовочных смесей продолжает оставаться НТФ. Комплексоны иного строения, а также композиции, содержащие наряду с НТФ другие комплексоны, такие как ОЭДФ, ЭДТФ, обладают меньшей эффективностью действия.

Сопоставление модифицирующей способности комплексонов с их строением и теорией взаимодействия [58], свидетельствует, что определяющими факторами возможности применения комплексонов в качестве модификаторов являются способность образовывать высокоустойчивые комплексные соединения с кальцием, алюминием, железом, медью, цинком, а также сорбционные свойства органических молекул. Именно сочетание малого объема молекулы НТФ с её высокими сорбционными и комплексообразующими свойствами обеспечивают ей особое положение в ряду фосфорсодержащих комплексонов. В связи с этим встал вопрос о создании новой технологии получения НТФ в виде водного раствора, обеспечивающей большую гигиеничность препарата, при его более низкой стоимости.

Вторым этапом в этой работе было изыскание и разработка новой технологии получения водного раствора НТФ. С целью поиска экономически более выгодного решения были проведены исследования по замене НТФ в твердом виде на композиции, образующиеся в процессе синтеза этого комплексона.

Синтез НТФ в растворе осуществлялся рядом методов. При этом варьировались производные амина (аммиак - NH3, хлорид аммония — NHjCI, гексаметилентетрамин (уротропин) - ЫДСНг и исходные фосфорсодержащие соединения (треххлористый фосфор - РС13 и фосфористая кислота - Н3Р03), их мольное соотношение, порядок ввода компонентов, температура реакции и значение рН.

Предпосылкой к проведению данного этапа исследований явился тот факт, что в зависимости от природы исходных соединений и условий синтеза варьируется состав реакционной массы, содержащей наряду с основным продуктом — нитрилтриметилфосфоновой кислотой — различные количества побочных продуктов и исходных веществ. Так например, при использовании в качестве фосфорилирующего агента треххлористого фосфора реакционная масса, в результате гидролиза, будет содержать побочный продукт -фосфористую кислоту.

Результаты второго этапа работ также представлены в табл. 3.1.2. Видно, что исходные составляющие, техпроцесс, рН, стереохимия комплексона влияют на наличие или отсутствие разжижающего и активирующего эффектов.

Так, наличие в растворе НТФ примесей других неизвестных лигандов приводят к резкому снижению прочности при разрыве в зоне конденсации влаги (образцы №№ 9,3,1). Отсюда следует необходимость введения в техпроцесс операции очистки водных растворов НТФ.

Использование при синтезе комплексонов в качестве производных амина - хлорида аммония (образцы №№ 1,3,9,16) или в качестве фосфорсодержащего соединения — треххлористого фосфора (образцы №№ 16, 17), приводит к появлению ионов хлора в реакционной массе, что вызывает заметное снижение величины прочности при разрыве в зоне конденсации влаги, причем дополнительная очистка не оказывает положительного эффекта в области активирующего действия (образец № 31). Присутствие в реакционной массе избытка фосфористой кислоты также отрицательно сказывается на величине прочности при разрыве в зоне конденсации влаги (образцы №№ 18, 19).

В образце № 8 в процессе его синтеза, треххлористый фосфор был заменен на фосфористую кислоту, а хлорид аммония — на уротропин, что обеспечило хороший активирующий эффект. Однако, разжижающая способность образца № 8 низкая из-за высокого значения рН - 6,5.

В образцах №№ 20 - 24, представляющих собой очищенные ацетоном растворы НТФ, прослеживается тенденция снижения разжижающего эффекта с увеличением рН образца. Так например, образец №24 с рН 4,3 обнаруживает минимальную разжижающую способность, которая совсем пропадает после тридцатиминутного выстаивания суспензии, а образец №20 с рН — 2,1

Исследование механизма влияния модификатора МФЛ на уровень оптимальных технологических свойств формовочных смесей с точки зрения качества формы и получаемой отливки

После отработки технологии получения модификатора МФЛ (двойная очистка реакционной массы - предварительная отдувка экстракционной смолы острым паром с последующей промывкой новолака раствором слабой щелочи) было проведено детальное исследование механизма его влияние на технологические свойства формовочной смеси.

На первом этапе исследования проводились на формовочных смесях, содержащих 5 % Хакасского активированного бентонита. Определялось влияние модификатора МФЛ на уплотняемость, насыпную плотность, прочность при сжатии во влажном состоянии, осыпаемость (рис.4.2.1) формовочной смеси в диапазоне влажностей, а также влияние на процесс её уплотнения при встряхивании и прессовании (рис.4.2.2) при постоянной влажности 2 %.

Из полученного экспериментального материала можно отметить следующее: диапазон влажностей, при которых отмечаются повышенные прочностные свойства смеси, составляет 1,05 ... 1,1 %; при добавлении модификатора этот диапазон повышается и составляет уже 1,3 ... 1,4 %; обавление модификатора в формовочную смесь делает последнюю менее чувствительной к переувлажнению; сыпаемость формовочной смеси в диапазоне проявления максимальных прочностных свойств, близка к 50 %, что, как известно, осложняет получение качественной формы и отливки; увеличение влажности этой смеси, например, до 1,4 %, сопровождается уменьшением осыпаемости до 30 % и резким уменьшением прочности при сжатии - на 40 % (от 0,9 -10і Па до 0,5-105 Па); добавление в смесь модификатора МФЛ позволяет использовать её при влажности 1,4 % без потери прочности и при пониженной осыпаемости;

МФЛ в силу своей способности улучшать тиксотропные свойства бентонитовых систем [40] и снижать внешнее трение формовочной смеси (табл.4.2.1), повышает плотность и твердость формы независимо от количества ударов копра и величины давления прессования.

Известно, что состав и свойства формовочной смеси определяются требованиями бездефектности формы и, соответственно, качеством получаемых отливок. Обычно при выборе рекомендуемого состава формовочной смеси руководствуются минимальным набором технологических свойств: влажностью, насыпной плотностью (или весом), индексом формуемости, осыпаемостью, прочностью (чаще при сжатии) и газопроницаемостью.

Одним из важнейших параметров смеси является её влажность, оптимальный уровень которой определяют обычно по максимальной газопроницаемости, учитывая при этом значение прочности при сжатии меньше максимального, в сторону некоторого увеличения влажности, для сохранения приемлемой осыпаемости. Считается также, что при индексе формуемости 75 - 85 % смесь приобретает оптимальные свойства, обеспечивающие равномерную плотность формы по всему объему [23, 59].

Однако практика показывает, что набор перечисленных свойств недостаточен для обеспечения получения качественных форм и отливок.

Существуют технологические свойства, оптимальный уровень значений которых достигается при влажности несколько большей, чем та, которую считают оптимальной, руководствуясь только вышеперечисленными свойствами. К ним относятся: прочность при разрыве, хрупко-пластические и упругие свойства, коэффициент внешнего трения, эрозионная стойкость, осыпаемость.

Определяющими для обеспечения качественной протяжки являются прочность при разрыве во влажном состоянии, хрупко-пластические и упругие свойства.

Небольшое увеличение влажности облегчает также процесс перемешивания смеси при её приготовлении, с точки зрения однородности состава.

Повышение пластичности с увеличением влажности формовочных смесей вызывается утолщением водных оболочек связующего, ослабляющих силы молекулярного взаимодействия и придающих системе пластичность за счет большей свободы перемещений в местах контактов [26, 70]. Из рис.4.2.3а видно, что увеличение влажности до 2,5 % приводит к повышению и стабилизации предела пластичности на уровне 1,4 %.

Коэффициент внешнего трения, определяющейся степенью молекулярной шероховатости, смещающихся относительно друг друга молекулярных слоев смеси и наружной стенки оснастки, непрерывно уменьшается с увеличением влажности формовочной смеси (рис.4.2.36). Увеличивающееся количество воды, в данном случае, действует как смазка.

Повышение влажности увеличивает эрозионную стойкость смеси в интервале температур 100 ... 700 С (рис.4.2.Зв).

Величина упругой деформации влияет на точность геометрии получаемого отпечатка, возможность защемления отдельных частей формы в модели и обрыв болванов при съеме формы с модельной плиты (при протяжке). Поэтому интересно было изучить влияние влажности формовочной смеси и модификаторов на этот показатель. Величину остаточной упругой деформации определяли по усилию выталкивания из гильзы уплотненного прессованием образца. Для уменьшения влияния внешнего трения формовочной смеси на точность определения остаточной упругой деформации гильзу смазывали антифрикционной разделительной смазкой. Выло установлено (рис.4.2.3г), что уже при небольшом увеличении влажности требуется меньшее усилие выталкивания при протяжке.

Исследования по влиянию МФЛ на технологические свойства формовочной смеси показали, что этот модификатор, как вещество, с одной стороны - диспергирующее, с другой - воздействующее на перераспределение воды в системе "бентонит-вода-модификатор", влияет на уплотняемость и оптимальную влажность формовочной смеси. Поэтому на втором этапе был проведен ряд дополнительных исследований по изучению влияния модификатора МФЛ, на физико - механические и технологические свойства смесей в расширенном диапазоне влажностей 1,4 ... 3,6 %, с учетом коэффициента внешнего трения, предела пластичности, упругих сил и эрозионной стойкости.

Результаты исследования формовочных смесей, содержащих 8 % Хакасского активированного бентонита, представлены на рис.4.2.4 — 4.2.6 и табл.4.2.1.

Из полученных результатов видно, что введение модификатора МФЛ в формовочную смесь оказывает положительное влияние на комплекс технологических свойств во всем диапазоне влажностей.

Формовочный модификатор МФЛ будучи анионным поверхностно-активным веществом, имеющим дифильное строение молекулы, будет адсорбироваться на поверхности раздела фаз. Гидрофобные радикалы при этом, ориентируясь перпендикулярно к поверхности раздела, притягиваются друг к другу и образуют своеобразный частокол [42]. Смазочное действие молекулярного "ворса" проявляется в прекращении непосредственного контакта между формовочной смесью и поверхностью образца (модели), снижая тем самым коэффициент внешнего трения.

Влияние модификатора РГС на свойства бентонитового связующего и формовочных смесей

В процессе проведения экспериментальных исследований с модификатором РГС было замечено, что значения прочности при разрыве в зоне конденсации влаги существенно зависят от порядка ввода компонентов (бентонита, кальцинированной соды, модификатора) в формовочную смесь или суспензию (на основе которой будет приготовлена формовочную смесь).

С целью выявления оптимального, то есть оказывающего максимально положительное влияние на связующую способность бентонита, способа приготовления формовочной смеси или суспензии была проведена серия экспериментов по варьированию порядка ввода компонентов и влияния полученной композиции на прочность при разрыве в зоне конденсации влаги.

Использовались смеси следующего состава: 95 % Балашейского песка, 5 % Дашуковского неактивированного бентонита, 2 % кальцинированной соды, % модификатора РГС, влажность смеси — 2 %. Подача компонентов (бентонита, кальцинированной соды, модификатора РГС) осуществлялась в различной последовательности, как через суспензию, так и непосредственно в формовочную смесь.

Порядок ввода компонентов в формовочную смесь и в суспензию, а также получаемые значения прочности при разрыве в зоне конденсации влаги представлены на рис.5.2.1.

Проведенные эксперименты подтвердили, что с точки зрения прохождения оптимального процесса дополнительной активации с помощью комплексного соединения, существенное влияние на получаемый результат оказывает порядок ввода модификатора и кальцинированной соды. Наилучшие результаты по значениям прочности при разрыве в зоне конденсации влаги обеспечиваются в случае предварительной обработки бентонита кальцинированной содой (в формовочной смеси или суспензии) и последующего ввода РГС. В разделе 4.3 показано, что для прохождения оптимального процесса активации связующего комплексным соединением, необходимо создание определенной щелочной среды, что достигается предварительной обработкой содой. Дополнительное повышение "мокрой" прочности за счет ввода РГС обеспечивается в результате образования глиноорганических соединений с металлами кристаллической решетки и с обменными катионами.

В случае первоначальной обработки бентонита модификатором РГС проходит видимо реакция взаимодействия модификатора с ионами кальция, находящимися в обменном комплексе, с образованием комплексонатов кальция. При этом сокращается число обменных катионов кальция, участвующих в обменной реакции замещения катионами натрия, при последующей обработке формовочной смеси или суспензии натриевыми солями, в данном случае - кальцинированной содой. Прочность при разрыве в зоне конденсации влаги при таком порядке ввода имеет самые низкие значения.

С точки зрения прохождения процесса активации, распускать бентонит в водном растворе соды и РГС также, видимо, нецелесообразно, так как модификатор может реагировать с кальцинированной содой (Ка2СОэ) с образованием комплексоната натрия, что также может снижать кинетику процесса активации.

Таким образом, для обеспечения дополнительного эффекта активации (повышения прочности при разрыве в зоне конденсации влаги) за счет применения модификатора РГС необходимо строгое соблюдение рекомендованной последовательности обработки связующего активирующими и модифицирующими компонентами (кальцинированной содой и РГС). Необходимо обязательное создание определенной щелочной среды, что достигается в процессе предварительной активацией бентонита кальцинированной содой. еобходимой для проведения оптимальной активации связующего, за счет применения модификатора РГС.

Известно, что избыток кальцинированной соды в бентоните может привести к образованию дополнительного пригара на отливках [63]. При заливке металла в форму, в процессе нагревания формовочной смеси до температур 350 — 1100 С, происходит взаимодействие карбонатов натрия и кальция с образованием легкоплавкого соединения в виде двойной соли Na2Ca(CC 3)2, способствующего появлению более интенсивного пригара на поверхности отливок. a2C03 + CaC03 = Na2Ca(C03)2 Решение этой проблемы видится в проведении исследований по выявлению возможности снижения количества кальцинированной соды, необходимой для оптимальной активации бентонита, при сохранении высоких значений прочности в зоне конденсации влаги, за счет применения модификатора РГС.

Использовались смеси, содержащие 95 % Балашейского песка, 5 % связующего, влажностью 2,0 %. Исследования проводились на формовочных смесях на основе Дашуковского, Хакасского и Тарн-Варского неактивированных бентонитов. Результаты исследований, полученные в разделе 4.3, позволили для каждого из вышеперечисленных бентонитов определить показатели максимальной прочности при разрыве в зоне конденсации влаги, обеспечиваемые кальцинированной содой. Далее исследовалась формовочная смесь с добавлением 0,5 % РГС. С целью нахождения максимального значения прочности при разрыве в зоне конденсации влаги варьировалось содержание кальцинированной соды.

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 5.2.2. Из нее следует, что добавка РГС в формовочные смеси в количестве 0,5 % позволяет снизить содержание соды, требуемое для проведения оптимальной активации, в 1,3-1,75 раза в зависимости от вида бентонита.

Из полученных экспериментальных данных видно (рис. 5.2.2), что получаемые значения прочности в зоне конденсации влаги на бентонитах при оптимальном содержании соды значительно ниже показателей, которые получаются при совместном использовании уменьшенного количества соды и модификатора, что положительно отразится на чистоте поверхности отливки. На исследованных бентонитах прирост прочности при разрыве в зоне конденсации влаги от совместного использования уменьшенного количества соды и 0,5 % РГС составляет: на Хакасском бентоните — 74 %, на Тарн-Варском — 55 %, на Дашуковском — 27

Использование модификатора РГС для химического модифицирования бентонита

Из комплексного рассмотрения влияния РГС на свойства формовочных смесей (бентонитов) следует, что его целесообразно использовать в качестве самостоятельного вещества для химического модифицирования бентонитов, например, Хакасского. Особенно эта обработка должна положительно проявить себя относительно той разновидности бентонита Хакасского месторождения, которая, как было показано в разделе 4.3» неспособна активироваться одной кальцинированной содой до значения "мокрой" прочности 28 102 Па, что соответствует марке ПІТр Активирование содой и последующее химическое модифицирование бентонита этой разновидности модификатором РГС поднимет, по-видимому, уровень прочности в зоне конденсации влаги до марки ПІТі. Таким образом, весь бентонит, выпускаемый ОАО "Хакасский бентонит", будет соответствовать высшей марке ПІТі.

В связи с возможностью модифицирования Хакасского бентонита в условиях завода-изготовителя необходимо было изучить влияние температурной обработки на свойства модифицированного бентонита, так как в производственном процессе получения Хакасского активированного бентонита перед помолом он проходит тепловую обработку. Бентонит карьерной влажности (25 - 28 %) поступает в барабанное сушило, выходя из которого имеет температуру около 70 С, при влажности 10 %. Во избежание прогрева модифицированного бентонита до высоких температур процесс сушки можно регулировать скоростью вращения сушильного барабана, массой загрузки и температурой подаваемых газов.

Технология приготовления модифицированного бентонита и обработка его в лабораторных условиях состояла в следующем.

Навеску Хакасского активированного бентонита (промышленная партия), увлажнили до уровня карьерной влажности ( -25 %) и поделили на две равные части. Первую часть тщательно перетерли с модификатором РГС (в количестве 1 % от веса бентонита, из расчета по сухому веществу) и поместили в полиэтиленовый мешок. Вторую - без дополнительной обработки поместили в другой полиэтиленовый мешок. Время выдержки 24 часа при комнатной температуре.

Далее навески (170- 180 г) модифицированного и просто увлажненного (немодифицированного) бентонита, были подвергнуты термической обработке в муфельной печи. Выбраны следующие режимы термической обработки: 20, 100, 200, 300, 400, 550, 700 С в течение 20 мин. Производился замер уровня температур не только печи, но и обрабатываемой навески исследуемого материала.

После температурной обработки, подготовка и оценка физико-механических свойств полученных проб бентонитов осуществлялась по ГОСТ 28177-89 (только температура сушки была снижена до 80 С), исследовалась также сорбционная способность модифицированного бентонита и способности его к образованию водно-бентонитовой суспензии заданной концентрации, с определенной вязкостью.

Полученные результаты, представленные в табл.6.2 и на рис.6.2, позволяют сделать следующие выводы. , Применение модифицированного бентонита, подвергшегося ермической обработке в диапазоне температур 20-550 С, в формовочных смесях положительно влияет на их прочностные свойства, а также способствует получению водно-бентонитовых суспензий с необходимой вязкостью и такой концентрации, какую невозможно получить при применение немодифицированного бентонита. 2. Измерение температур в процессе термической обработки проб бентонита показало, что наличие в обрабатываемом бентоните влаги ( 25 %) снижает температуру его прогрева на несколько десятков градусов по сравнению с температурой в печи. . Анализируя влияние термической обработки бентонита на его физико-механические свойства, можно сделать вывод, что повышение температуры в печи до 400 С практически не оказывает отрицательного влияния на качество получаемого как модифицированного, так и немодифицированного бентонита. В некоторых же случаях небольшой прогрев модифицированного бентонита даже способствует получению более высоких показателей прочности при сжатии во влажном состоянии и "мокрой" прочности. Такого явления не наблюдается при термической обработке немодифицированного бентонита. Снижение качества получаемого как модифицированного, так и немодифицированного бентонита наступает при повышении температуры печи в интервале 550 — 700С. Причем более резкое падение прочности наблюдается у модифицированного бентонита при обработке его при 700 С. 3. Ярко выражено снижение вязкости 15 % суспензии, приготовленной на основе модифицированного бентонита, по сравнению с суспензией той же концентрации, но на основе немодифицированного бентонита. Так если 15 %-ая суспензия на основе немодифицированного активированного Хакасского бентонита вообще не обладает жидкоподвижностью, то суспензия на основе модифицированного бентонита имеет показатель условной вязкости в пределах нормы (около 50 с - "сразу" и около 60 с - "через сутки"). Причем увеличение температуры нагрева печи до 400 С практически не оказывает влияние на этот показатель. 4. Водопоглощение модифицированного бентонита снижается больше чем в 2 раза по сравнению с немодифицированным. 5. Сорбционная способность бентонитов при модифицировании практически не изменяется, кроме температурного воздействия более 550 С. Таким образом, при производственных условиях изготовления модифицированного бентонита, сушка его в барабанном сушиле не должна, по-видимому, отрицательно повлиять на свойства получаемого продукта.

Похожие диссертации на Исследование и разработка формовочных модификаторов для песчано-бентонитовых смесей