Аспекты определения агрегативной стабильности водных суспензий минеральных порошков для строительных композитов

Введение. При использовании водных суспензий минеральных тонкодисперсных систем природного и техногенного происхождения в качестве активных добавок при получении бетонных композитов важным фактором их эффективного применения является соблюдение агрегативной и седиментационной устойчивости частиц твердой фазы до введения ее в реакционную смесь. Методы и материалы. В работе показан, на примере суспензии из тонкодисперсного порошка полиминерального песка месторождения «Холмогорское» Архангельской области (средний размер частиц 195 нм), алгоритм количественной оценки критериев устойчивости согласно положениям теории ДЛФО. Для успешной оценки агрегативной устойчивости данной коллоидной системы помимо экспериментального определения величины дзета-потенциала частиц необходимы эксперименты по определению аналоговой величины постоянной Гамакера, которая для исследуемого минерального песка составила 0,5 • 10-20 Дж. В данной работе представлены результаты анализа по критериям Uвз и Vсед дисперсной системы (водной суспензии) полиминерального песка, рассчитанные с учетом аналоговой величины постоянной Гамакера, величины дзета-потенциала и размерных характеристик частиц ее твердой фазы, физико-химических свойств дисперсионной среды. Результаты и обсуждение. Показано, что определяющим фактором агрегативной устойчивости суспензии является электростатический барьер взаимодействия частиц. Путем теоретического расчета установлено, что нарушение агрегативной устойчивости системы может наступить, когда дзета-потенциал ее частиц достигнет значения порядка 10-4 мВ (практически изоэлектрическое состояние). Для оценки кинетической (седиментационной) устойчивости данной суспензии - устойчивости к действию силы тяжести, то есть способности противостоять расслоению дисперсной системы за счет различия в плотностях частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды - предлагается использовать кинетический параметр седиментации - ее скорость. Заключение. Для исследуемого нами объекта в водной дисперсионной среде, усредненные размерные характеристики которого составляют 195 нм, скорость седиментации V - 4 нм/сек. При такой скорости осаждения частиц твердой фазы можно считать дисперсную систему на основе тонкораздробленного полиминерального песка месторождения «Холмогорское» седиментационно устойчивой.