Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Archives of Mining Sciences

1 2003

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: surface-active compounds

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

The effect of surface-active compounds on the tensile strength of limestone and porphyry particles

Brożek M., Oruba-Brożek E.

Archives of Mining Sciences

2003

Vol. 48, nr 1

133-147

The real strength of solids is affected by the presence of structural defects, i.e. micro-cracks around which the stresses during tension are concentrated. It depends also on the free surface specific energy, which can be reduced by the introduction of surface active compounds (SAC). This paper presents the results of investigations on the influence of surface-active compounds upon the tensile strength of single mineral particles. The tests were performed on limestone and porphyry. The authors determined the distribution of strength of particles without chemical treatment and after treatment with distilled water and solutions of sodium oleate and dodecylamine hydrochloride. The effect of SAC was evaluated according to the average tensile strength value and the wetting angle, determined by the settled drop method. The results indicate that different substances have varied effects in lowering the strength of limestone and porphyry particles. These differences can be explained by the different SAC adsorption rates on the surface of each material which, in consequence, result in different penetration rates in primary micro-cracks (on which the amount of crack-strength lowering depends). It can also be explained by the different number of surface cracks on limestone and porphyry particles. This hypothesis is confirmed by the results of investigations of the wetting angle of both materials by the surface active compounds used in this investigation.

Rzeczywista wytrzymałość ciał stałych jest uwarunkowana obecnoscią wrodzonych wad struktury — mikropęknięć, wokół których koncentrują. się. naprężenia przy rozciąganiu. Jest ona również zależna od swobodnej energii powierzchniowej właściwej, którą można obniżyć za pomocą związków powierzchniowo czynnych (ZPC). Praca przedstawia wyniki badań wpływu ZPC na wytrzymałość pojedynczych ziaren mineralnych na rozciąganie. Badania wykonano na wapieniu i porfirze. Wyznaczono rozkład wytrzymałości ziaren bez obróbki chemicznej, a także po obróbce wodą destylowaną oraz roztworami oleinianu sodu i chlorowodorku dodecyloaminy. Wpływ ZPC oceniano na podstawie średniej wartości wytrzymałości na rozciąganie oraz kąta zwilżania wyznaczonego metodą osadzonej kropli. Dystrybuantę rozkładu wytrzymałości ziaren dobrze przybliża rozkład Weibulla. Dobroć dopasowania mierzono wskaźnikiem Q określonym wzorem (9). Szczegółowe postacie rozkładów wytrzymałości przedstawiają wzory (11)-(18). Sądząc z wartości wskaźnika Q, rozkład Weibulla dobrze przybliża rozkład wytrzymałości na rozciąganie nieregularnych ziaren mineralnych. Wartości wytrzymałości średniej [sigma] oraz średni procentowy spadek wytrzymałości ziaren po obróbce ZPC [delta][sigma]/8,3 oraz [delta][sigma]/7,58 odpowiednio dla wapienia i porfiru przedstawia tablica 1. Zarówno w przypadku wapienia, jak i porfiru stosowane ZPC obniżają wytrzymałość ziarna. Jednakże stopień obniżenia wytrzymałości na rozciąganie za pomocą tego samego związku jest zróżnicowany. W przypadku wapienia, który jest materiałem jednorodnym, największe obniżenie wytrzymałości uzyskuje się po obróbce roztworem aminy, natomiast w przypadku porfiru, który jest materiałem niejednorodnym, analogiczny spadek wytrzymałości zanotowano po obróbce wodą destylowaną. To zróżnicowanie spadku wytrzymałości ziaren wapienia i porfiru po obróbce tymi samymi związkami znajduje wyjaśnienie w wartościach kąta zwilżania obu surowców przez ten sam ZPC (według wzorów Younga (19) i Griffith'a (1) większy kąt zwilżania pociąga za sobą większą wytrzymałość ziama). Kąt zwilżania jest zależny od rodzaju stosowanego odczynnika (tabl. 1). Jak widać z tablicy 1, im większy kąt zwilżania tym większa wytrzymałość ziaren wapienia. Zatem przez pomiar kąta zwilżania można oceniać wielkość wpływu ZPC na obniżenie wytrzymałości materiałów jednorodnych. W przypadku materiałów niejednorodnych wartość kąta zwilżania przez różne związki nie musi pozostawać w takiej samej korelacji z wartościami wytrzymałości średniej ziaren, gdyż wtedy działanie ZPC jest zależne najprawdopodobniej od składu mineralnego danego materiału. Wynika to z faktu, że mechanizm działania ZPC i stopień ich adsorpcji w szczelinach znajdujących się na granicach faz mineralnych może być zależny od rodzaju sąsiadujących minerałów. Hipotezy te wymagają jednak potwierdzenia na przykładzie innych materiałów jednorodnych i niejednorodnych. Ponieważ woda jest związkiem silnie zmniejszającym wytrzymałość niektórych ciał stałych, celowe jest przebadanie wpływu stężenia ZPC na obniżenie wytrzymałości.