Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, Архангельск РФ

Фролова М. А., зав. кафедрой, канд. хим. наук, доцент, m.aizenstadt@narfu.ru

Айзенштадт А. М., профессор, д-р хим. наук, профессор, a.isenshtadt@narfu.ru

Морозова М. В., доцент, канд. техн. наук, доцент, m.morozova@narfu.ru

Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, Белгород, РФ

Лесовик В. С., зав. кафедрой, д-р техн. наук, профессор, naukavs@mail.ru

Проведены исследования для оценки изменения поверхностных свойств высокодисперсных порошков, полученных путем помола песков нескольких месторождений Архангельской области. Для порошков, произведенных диспергированием с различной продолжительностью обработки, по экспериментальным данным рассчитаны: активность поверхности, степень изменения свойств, доля разрушенных связей в кристаллической структуре и фрактальная размерность. Установлено, что несмотря на значительное возрастание удельной поверхности и уменьшение размерных характеристик частиц у порошков рассматриваемых песков при увеличении продолжительности механического помола до 30 мин на используемом размольном оборудовании степень изменения поверхностных свойств составляет 6–7 %, объемных — до 18 %. Возрастание данных объемно-поверхностных показателей свидетельствует о наличии активационных процессов при механической переработке исследуемого сырья.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 23-13-20013 «Грунтобетоны на основе органоминерального реактивного связующего для усиления исторических дорожных конструкций Соловецкого архипелага».

1. Blanc N., Mayer-Laigle C., Frank X., et al. Evolution of grinding energy and particle size during dry ball-milling of silica sand // Powder Technology. 2020. Vol. 376. P. 661–667.
2. Yao G., Wang Z., Yao J., et al. Pozzolanic activity and hydration properties of feldspar after mechanical activation // Powder Technology. 2021. Vol. 383. P. 167–174.
3. Yao G., Cui T., Zhang J., Wang J., Lyu X. Effects of mechanical grinding on pozzolanic activity and hydration properties of quartz // Аdvanced Powder Technology. 2020. Vol. 31, Iss. 11. P. 4500–4509.
4. Евтушенко Е. И., Череватова А. В., Кожухова Н. И. и др. Изучение эффективности механоактивации отсева гранита в мельницах различного типа при синтезе наноструктурированного вяжущего // Вестник Белгородского государственного технологического университета. 2020. № 11. С. 102–112.
5. Нелюбова В. В., Строкова В. В., Данилов В. Е., Айзенштадт А. М. Комплексная оценка активности кремнеземсодержащего сырья как показателя эффективности механоактивации // Обогащение руд. 2022. № 2. С. 18–26.
6. Пузатова А. В., Дмитриева М. А., Лейцин В. Н. Оценка эффективности механической активации исходных компонентов композиционного материала на основе цемента // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2024. № 4. С. 3–17.

7. Глезер А. М. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходство, различия, взаимные переходы // Российский химический журнал. 2002. Т. XLVI, № 5. С. 57–63.
8. Строкова В. В., Нелюбова В. В., Хмара Н. О. и др. Вспученный перлитовый песок как эффективная добавка к вяжущему // Строительные материалы. 2022. № 6. С. 61–66.
9. Wu C., Hong Z.-Q., Yin Y.-H., Kou S.-C. Mechanical activated waste magnetite tailing as pozzolanic material substitute for cement in the preparation of cement products // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 252. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.119129
10. Байдарашвили М. М., Сахарова А. С. Исследование сорбционных свойств материалов с помощью физико-химического метода распределения центров адсорбции // Сорбционные и хроматографические процессы. 2020. Т. 20, № 1. С. 87–94.
11. Какорин И. А. Влияние активных центров на процесс адсорбции // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023. № 5–5. С. 43–46.
12. Лесовик В. С., Фролова М. А., Айзенштадт А. М. Поверхностная активность горных пород // Строительные материалы. 2013. № 11. С. 71–74.
13. Смирнов В. А., Королев Е. В. Иерархическое моделирование строительных материалов как дисперсных систем: специализированная программная реализация // Строительные материалы. 2019. № 1–2. С. 43–53.
14. Фролова М. А., Королев Е. В. Энергетическая модель активации поверхности минеральных компонентов строительных композиционных материалов // Строительные материалы. 2025. № 1–2. С. 72–78.
15. Ибрагимов Р. А., Королев Е. В., Бикаева Ю. В., Ларионов И. С. Краевые углы смачивания порошков кварца и каустического доломита после механомагнитной обработки // Строительные материалы. 2024. № 3. С. 64–70.
16. Шаманина А. В., Айзенштадт А. М., Кононова В. М., Данилов В. Е. Оценка эффективности механоактивации кремнеземсодержащих горных пород // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2021. № 5. С. 19–27.
17. Weissmüller J. Surface free energy density, surface tension and surface stress of solid-fluid interfaces // Encyclopedia of solid-liquid interfaces. Elsevier Inc., 2024. P. 300–303.
18. Зуев В. В., Поцелуев Л. Н., Гончаров Ю. Д. Кристаллоэнергетика как основа оценки магнезиальных свойств твердотелых материалов (включая магнезиальные цементы). CПб.: АЛЬФАПОЛ, 2006. 119 с.
19. Зуев В. В., Денисов Г. А., Мочалов Н. А. и др. Энергоплотность как критерий оценки свойств минеральных и других кристаллических веществ. М.: Полимедиа, 2000. 352 с.
20. Выдыш С. О., Богатырева Е. В., Мельник Ф., Карташева А. И. Расчет энтальпии образования сложных соединений с учетом долевого вклада энергий связей // Обогащение руд. 2024. № 2. С. 20–26.
21. Bajenova I. A., Ivanov A. S., Konstantinova N. M., et al. A new thermodynamic description of pure silicon from 0 K at 1 bar // Calphad. 2023. Vol. 81. DOI: 10.1016/j.calphad.2023.102554
22. Морозова М. В., Акулова М. В., Фролова М. А., Щепочкина Ю. А. Определение энергетических параметров песков на примере месторождений Архангельской области // Материаловедение. 2020. № 9. C. 45–48.
23. Исламова А. Г., Феоктистов Д. В., Орлова Е. Г. Влияние шероховатости на поверхностную энергию и смачиваемость поверхностей меди и стали // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2021. Т. 7, № 1. С. 60–78.
24. Королев Е. В., Гришина А. Н., Пустовгар А. П. Поверхностное натяжение в структурообразовании материалов. Значение, расчет и применение // Строительные материалы. 2017. № 1–2. С. 104–108.