Вязкостные характеристики расплавов в системе CaO-MgO-Al2 O3-Fe2 O3-SiO2 применительно к составам портландцементного клинкера и металлургических шлаков

• Автор: Резниченко, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 265 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ

ВЯЗКОСТИ ОКСИДНОСИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВОВ

1.1. Основные представления о вязкости жидкости и е связь с температурой и химическим составом.

1.1.1 Общие сведения о структуре жидкости

1.1.2. Зависимость вязкости от структуры жидкости

1.1.3. Теории вязкого течения

1.2. Температурная зависимость вязкости расплавов

1.3. Зависимость вязкости от химического состава расплавов.

1.4. Вязкость шлаковых расплавов и жидкой фазы портландцемеитиого клинкера.

1.5. Экспериментальное определение вязкости силикатных
расплавов.
1.6. Расчетные методы определения вязкости расплавов.
1.7. Выводы
1.8. Цели и задачи исследования
Глава 2. МЕТОДЫ РАСЧТА ВЯЗКОСТИ ЭТАЛОННЫХ РАСПЛАВОВКОМПОНЕНТОВ МЕТОД ПОДГОТОВКИ ДАННЫХ. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Портландцсментный клинкер, расплавы шлаков и их системы
2.2. Методы исследования
Глава 3. АДАПТАЦИЯ МЕТОДА РАСЧТА ВЯЗКОСТИ СТЕКОЛ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ СОСТАВОВ МЕТОД БЕЛОУСОВАПУШКАРЕВОЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАСПЛАВАМ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА И ШЛАКОВ.
3.1. Метод расчта вязкости расплавов стекол в широком
диапазоне температур метод БелоусоваПушкарсвой.
3.2. Использование уравнений Аррениуса и Фогел яФульчераТаммана для аппроксимации экспериментальной вязкости системы i2 как составляющей клинкерные и шлаковые расплавы
3.3. Адаптация метода БелоусоваПушкаревой для расчета
вязкости высокоосновных клинкерных и шлаковых расплавов
3.4. Разработка метода расчта вязкости двух компонентных систем
на примере системы i.
3.5. Разработка метода подготовки данных эталонных расплавовкомпонентов трехкомпонентных систем на примере СаО Л
3.6. Вязкостные характеристики эталонных расплавовкомпонентов двух и трехкомпонентных систем, составляющих клинкерные и шлаковые расплавы
3.6.1. Температурные зависимости вязкости эталонных расплавовкомпонентов двухкомпонентных систем.
3.6.2. Зависимости вязкости от концентрации оксидов двухкомпонентных расплавовэталонов.
3.6.3. Изучение температурных зависимостей вязкости эталонных расплавовкомпонентов трехкомпонентных
систем
3.6.4. Концентрационные зависимости вязкости эталонных расплавовкомпонентов трхкомпонентных систем.
3.7. Расчет вязкости высокоосновных железосодержащих
оксидных расплавов.
3.7.1. Температурные зависимости вязкости расплавов системы i
3.7.2. Концентрационные характеристики вязкости
расплавов системы 0i.
3.8. Выводы.
Глава 4. РАСЧЕТ ВЯЗКОСТИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ВЫСОКООСНОВНЫХ АЛЮМОФЕРРИТНЫХ ШЛАКОВЫХ И КЛИНКЕРНЫХ РАСПЛАВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АДАПТИРОВАННОГО МЕТОДА БЕЛОУ СОВАПУШКАРЕ ВОЙ
4.1. База данных эталонных расплавовкомпонентов.
4.2. Алгоритм расчета вязкости многокомпонентных высокоосновных алюмоферритных расплавов отвечающих
составам портландцементного клинкера и шлаков
4.3. Вязкостные характеристики шлаковых расплавов .
4.3.1. Расчет вязкости железосодержащих шлаковых расплавов .
4.4. Расчтные характеристики вязкости расплавов отвечающих составам портландцементного клинкера.
4.4.1. Изучение концентрационных зависимостей вязкости расплавов клинкерной системы СаОАОзГеОБСЬ
4.4.2. Характер изменения расчетной вязкости от величины алюминатного модуля жидкой фазы портландцементного клинкера
4.4.3. Расчетпрогноз вязкости жидкой фазы белых портландцементов.
4.5. Изучение расчетной вязкости расплавов портландцементного клинкера, получаемого по двухшихтовой технологии.
4.5.1. Расчетные характеристики вязкости расплавов, отвечающих составам портландцементного клинкера, получаемого из легкоплавких шихт.
4.5.2. Изменение вязкости расплавов легкоплавких шихт при насыщении оксидом кальция.
4.6. Выводы
Глава 5. ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ НА ОБЖИГ КЛИНКЕРА.
5.1. Влияние вязкости маложелезистых расплавов на
формирование клинкеров белого портландцемента.
5.2. Зависимость клинкерообразования от вязкости расплава при обжиге составов двухшихтовой технологии
5.3. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Для описания температурной зависимости вязкости Мюллер использовал энергию активации перегруппировки атомов . Заслуга Мюллера в том, что он первым указал на решающую роль в вязком течении валентных химических связей . К газокинетической группе относятся теории, описывающие вязкое течения с позиций модели свободного объема. VVi 1. У о вандерваальсов объм молекулы у константа порядка единицы, V свободный объм Уг У У У молекулярный объм при данной температуре. ВV, 1. В и конс танты. Из выражения 1. У, Теоретическое определение постоянных В и в уравнении Бачинского не дает надежных результатов, поэтому уравнение 1. В рамках нового подхода к теории свободного объема разработана дырочнокластерная модель, рассматривающая расплав, как микронсоднородную среду, состоящую из двух динамических компонентов упорядоченных областей кластеров, расположенных в неупорядоченной среде рыхлоупакованной матрице . Отрыв кинетической единицы сегмента от кластера в результате тепловых либо внешних воздействий приводит к образованию дырки, а, наоборот, присоединение сегмента к кластеру охлопывание дырки . Модель избыточной энтропии. Впервые Мотт и Герни предложили использовать энтропию жидкости. По их мнению так количественно учитывается тот факт, что в жидкости атом не имеет свободного доступа ко всем частям е. Наиболее важным в теории Мотта и Герни является то, что средний размер кристаллита может снижаться до п дальнейшее уменьшение в размере группировок не влияет на коллективную энтропию. Из этого следует, что любые прямые измерения энтропии не могут обнаружить группировки меньшего размера. Авторы также рассматривали изменение энтропии. С практически постоянная величина, пропорциональная потенциальному энергетическому барьеру для соответствующих молекулярных перестроек. Рассмотренные выше теории основаны на различных моделях теплового движения атомов. В генокинетической теории с позиций статистики, коэффициенты самодиффузии, вязкости и др. Описание явлений переноса сводится к определению пространственновременной функции распределения и установления связи последних с потоками импульса, массы, энергии. Решение такой сложной задачи возможно при установлении целого ряда допущений и ограничений. Ог раничимся рассмотрением двух предельных случаев разряженный газ и плотная система с плавно убывающим межчастичным потенциалом. Для разряженного газа используют приближение молекулярного хаоса принимая, что средняя длина свободного пробега атомов значительно превышает радиус действия межатомных сил, так что исключаются эффекты, связанные с корреляцией скоростей, и учитываются лишь парные столкновения. В этом случае частицы статически независимы. Ц в момент времени к Х1 внешняя сила, действующая на 1ю частицу 7 интервал столкновений, величина 3 ср, сх с характеризует изменение числа частиц в элементе объема ср. Для газа низкой плотности кинетическое уравнение решено Энскогом и Чепменом . А атомная масса, О. Потенциальная компонента г обуслов
ЛПк П
МкТЗП р
лена силами межчастичного взаимодействия, она доминирует в плотных газах и жидкостях. Заметим, что рассчитанные значения вязкости с использованием вышеприведенных формул для большинства жидкостей согласуются с экспериментальными данными. Вместе с тем для систем, обладающих высокой плотностью и плавно убывающим потенциалом межчастичного взаимодействия, приближение молекулярного хаоса и парных столкновение не пригодно. Вязкость в приближении модели жестких сфер. В году Бернал построил первые модели хаотично упакованных жестких сфер с целью объяснения структуры простых жидкостей . Расчет вязкости в приближении модели жестких сфер основан на теории Энскога , который рассматривал кинетическую, потенциальную и перекрестную компоненты вязкости в приближении молекулярного хаоса. Согласно теории Энскога, частота межчастичных столкновений в жидкости пропорциональна функции У рчкТ I. Константа пропорциональности равна среднему изменению импульса частицы при столкновении. Вязкость р. Д р,от, гэпср коэффициенты, связанные с кинетикой, потен
1. В 2л МАс3 постоянная.