2. Вплив пар на процеси подрібнення твердих матеріалів. Ефект Ребіндера .

Під час перемелювання матеріалів відбувається два одночасно протікаючих процеси: руйнування часток зовнішньою силою та агрегація часток. Обидва ці процеси залежать від природи зовнішнього середовища та умов її взаємодії з частинками. Дослідження Ребіндера показали, що адсорбція ПАР при відсутності хімічної взаємодії може значно знижувати межу пружності, міцність, твердість та полегшувати диспергування твердих тіл. При деформації твердого тіла в його поверхневому шарі розвиваються клиноподібні мікротріщини, які після зняття навантаження здатні змикатися. Адсорбовані ПАР заповнюють мікротрізини ті перешкоджають їх змиканню. Плівки рідини, знаходячись у тріщинах, діють на них розклинюючи та сприяють їх розширенню. Особливо ефективно застосування активних середовищ при наявності дефектів в поверхневому шарі часток. Адсорбція призводить до збільшення розмірів тріщин та зниженню рівня напружень, при яких мікротріщини розвиваються в тріщини руйнування. Оптимальна кількість ПАР залежить від його виду та природи подрібнюваного матеріалу. Ефективність диспергування в активних середовищах вище в 5-7 разів порівняно з помелом в середовищі повітря при однакових затратах енергії.

Ефект Ребіндера – зміна механічних властивостей твердих тіл внаслідок фізико-хімічних процесів, що викликають зменшення поверхневої (міжфазної) енергії тіла.

Проявляється в зниженні міцності і підвищенні крихкості, пластичності твердих тіл, що полегшує їх руйнування, диспергування. Поверхневими процесами, що обумовлюють Е.Р. можуть бути адсорбція ПАР, змочування (особливо твердих тіл розплавами, близькими за молекулярною природою), електричний заряд поверхні, хімічні реакції.

Прикладом Е.Р. може бути виникнення крихкості металів під дією металічних розплавів, розтріскування гірських порід в присутності води, руйнування полімерних матеріалів під впливом органічних розчинників. В гірничій справі Е.Р. використовують для інтенсифікації тонкого подрібнення гірських порід, при бурінні і проходці тунелів.

Е.Р. пояснює утворення деяких розломів в земній корі, вивітрювання гірських порід та ін.

Одним з наслідків ефекту Ребіндера є ефект «вивертання пор навиворіт» - адсорбційного розкриття поверхні порового простору. Внаслідок цього сумарний (інтегративний) гідрофільно-гідрофобний баланс зовнішньої поверхні вугільних зерен після їх подрібнення без застосування попереднього зволоження мінеральної (наприклад, вугільної) маси буде зсунутий у гідрофобну область, а при попередньому зволоженні – у гідрофільну ("вивернута" поверхня пор більш гідрофільна, ніж свіжорозкрита по вугільній речовині). Гідрофілізація поверхні подрібненого із використанням ефекту Ребіндера вугілля покращує реологічні та стійкісні характеристики висококонцентрованої водовугільної суспензії (водо-вугільного палива).

3. Основи теплової обробки матеріалів.

Більшість будівельних матеріалів та виробів неможливо отримати без х попередньої теплової обробки. Температурна обробка виконується в спеціальних апаратах чи установках, що називаються тепловими. Теплові установки розділяються на сушильні, пічні, плавильні, тепловологові. Тепловим режимом називають основні параметри, при яких відбувається теплова обробка матеріалів чи виробів: температура, час її дії на матеріал, відносна вологість середовища установки, тиск. Основними показниками роботи теплових установок є питомі витрати теплоти та питома витрата умовного палива.