Фізико-хімічні основи отримання високоміцного залізовміщуючого алюмобарієвого цементу із сировинної суміші, яка складається з технічного глинозему, пиритних недогарків, вуглекислого барію. Рекомендації з використання в`яжучих та бетонів на їх основі.
Аннотация к работе
ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ СПЕЦІАЛЬНІ ЦЕМЕНТИ НА ОСНОВІ СПОЛУК СИСТЕМИ BAO - Al2O3 - Fe2O3Робота виконана у Харківському державному політехнічному університеті Міністерства освіти України, м. Науковий керівник: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Шабанова Галина Миколаївна, Харківський державний політехнічний університет, старший науковий співробітник кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей, м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, профессор Ілюха Микола Григорович, Украінська інженерно-педагогічна академія завідуючий кафедрою хімії і хімічної технології, м. кандидат технічних наук, доцент Бурак Микола Петрович, Харківська державна академія міського господарства, доцент кафедри технології будівельного виробництва і будівельних матеріалів, м. Захист відбудеться “24” червня 1999 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.03 у Харківському державному політехнічному університеті за адресою: 310002, м.Харків - 2, вул.Наприклад, портландцемент за умов радіаційного розігрівання матеріалу (200-600 0С) втрачає майже 50-60 % міцності , оскільки в цьому інтервалі температур відбувається дегідратація продуктів тверднення портландцементу. З цієї точки зору привертає увагу система BAO-Al2O3-Fe2O3, до складу якої входять як гідравлічно активні сполуки, так і елементи з великою атомною вагою (Ba, Fe), що спроможні ефективно послаблювати гама-випромінювання. Розробка й отримання спеціальних цементів на основі композицій системи BAO-Al2O3-Fe2O3, що включають гідравлічно активні фази з високими показниками міцності та коефіцієнтом масового поглинання, для створення радіаційностійких бетонів з високим ступенем захисту від гама-випромінювання при одночасній дії температур до 13000С. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:-сформувати термодинамічну базу даних по алюмінатам і феритам барію, яка необхідна для термодинамічного дослідження твердофазових реакцій в системі BAO-Al2O3-Fe2O3,-провести термодинамічні дослідження взаємних реакцій в системі BAO-Al2O3-Fe2O3 ; -визначити перспективні області складів в системі BAO-Al2O3-Fe2O3, які придатні для отримання жаростійких вяжучих матеріалів із комплексом заданих властивостей і розробити нові склади алюмобарієвих залізовміщуючих цементів з високими показниками міцності та високими захисними властивостями;Внаслідок проведеного літературного огляду встановлено, що система BAO-Al2O3-Fe2O3 викликає інтерес з точки зору отримання нових ефективних матеріалів, спроможних ефективно послаблювати g-випромінювання при одночасній дії високих температур. Дослідження фазового складу продуктів випалу та продуктів гідратації вяжучого здійснювалося за допомогою методів ІЧ - спектроскопії (прилад Specord M-80), диференційно-термічного (дериватограф Q-1500D системи F.Paulik-J.Paulik-L.Erdey), рентгенофазового (Дрон-3М) та петрографічного (поляризаційний мікроскоп NU-2E) аналізів. Технічні властивості матеріалів визначалися за методиками: коефіцієнт послаблення гама-квантів - шляхом вимірювання дози тормозного гама-випромінювання на передній та зворотній сторонах зразків материалу; коефіцієнт масового поглинання - шляхом розрахунку за формулою: I = I0 e - m r X де I, I0 - інтенсивність падаючого випромінювання та інтенсивність випромінювання, яке проходить крізь матеріал, що характеризується щільністю r та товщиною х; m - коефіцієнт масового поглинання. Внаслідок проведених теоретичних та експериментальних досліджень нами встановлено, що в системі BAO-Al2O3-Fe2O3 при температурах 1200 та 1300 0С співіснують фази: BAAL12O19 - Fe2O3, BAAL2O4 - BAFE12O19, BAAL2O4 - Ba2Fe2O5, BAAL2O4-Ba3Fe2O6, Ba4Al2O7 - Ba3Fe2O6, Ba8Al2O11 - Ba3Fe2O6, Ba8Al2O11 - Ba7Fe4O13, BAAL2O4-Ba2Fe6O11, поряд з відомими в літературі BAAL12O19 - BAFE12O19, BAAL2O4 - BAFE2O4, Ba3Al2O6 - Ba3Fe2O6. З метою прогнозування і попередньої оцінки механічної міцності складів цементу на основі обраної області за допомогою симплекс-гратчастого методу планування були виведені рівняння регресії (1, 2 ) залежності міцності та коефіцієнту масового поглинання гама-випромінювання від складу і побудовано симплекс - діаграму “склад-властивість” перерізу BAAL2O4-BAFE2O4-Ba3Fe2O6 системи BAO-Al2O3-Fe2O3 (рис.2).Отримані цементи характеризуються високими показниками міцності - 40-70 МПА після 28 діб тверднення , є швидкотужавіючими - початок тужавіння від 20 хв., кінець - від 30 хв.; швидкотверднучими - міцність на стиск після 1 доби тверднення - до 50 МПА; повітряними вяжучими з водо-цементним відношенням 0,16-0,30; з високими захисними властивостями проти радіаційного випромінювання (коефіцієнт масового поглинання гама-випромінювання 240-270 см-1, який у 1,5 - 2 рази вище, ніж у портландцементу (110-140 см-1)) при одночасній дії підвищених температур (до 1300 0С), що дозволяє використовувати його як радіаційностійкий матеріал.