Використання шамотнокаолінового пилу, термоактивованого каоліну та аморфного кремнезему у рідкоскляних композиціях бетонів. Встановлення закономірностей низько- та високотемпературного синтезу в’яжучих систем на основі силікатів та алюмінатів натрію.
Аннотация к работе
Лужні алюмосилікатні та кремнеземисті вогнетривкі бетони на основі розчинних силікатів й алюмінатів натрію зі структуроутворюючими компонентами (отверджувачами), які не містять оксиди-плавні, є одними з найбільш перспективних вогнетривів тому, що дозволяють уводити до складу бетонів не більш 2% активного плавню - Na2O. У відомих рідкоскляних композиціях таких бетонів як структуроутворюючі компоненти застосовують термоактивований каолін, або незначну частину доменного гранульованого шлаку, а в бетонах на основі алюмінату натрію - тонкомелений шамот. Алюмосилікатні бетони на алюмінаті натрію та тонкомеленому шамоті, а також рідкоскляні кремнеземисті бетони з низькою витратою доменного граншлаку (1-2% САО - активного плавню) мають незначну міцність після твердіння за нормальних умов і при пропарюванні, що обмежує їх використання. Аналіз літератури показав, що уникнути вказаних недоліків лужних бетонів можна за рахунок використання у якості структуроутворюючих компонентів шамотнокаолінового пилу - винесення з електрофільтрів обертних печей випалу кускового шамоту, а також ультрадисперсного аморфного кремнезему, конденсованого при виробництві феросплавів. Мета роботи: розробити склади лужних вогнетривких бетонів з підвищеними термомеханічними властивостями за рахунок низького вмісту Na2O (до 2%) шляхом встановлення закономірностей низько-і високотемпературного синтезу вяжучих систем на основі силікатів й алюмінатів натрію з використанням структуроутворюючих дисперсних компонентів з техногенної сировини.Однак для рідкоскляних бетонів як отверджувачі використовують кремнефторид, металургійні шлаки (ферохромові, марганцевисті та їх аналоги), нефеліновий шлам, які містять значну кількість сполук - плавнів, що обмежує максимальну температуру застосування бетонів, звичайно, 1000-1200ОС. Стрелов К.К., Замятін Р.С., Пургін А.К., Прядко В.М., Ларіонов Є.Д. показали, що за рахунок зниження концентрації рідкого скла до 15-30% і витрат отверджувачів до 1-2% у розрахунку на плавні - Na2SIF6, CAO - можна підвищити температуру застосування бетонів до 1500-1650ОС. У роботах Рунової Р.Ф., Ростовської Г.С., Скурчинської Ж.В., Румини Г.В. показано, що для лужних вяжучих на основі низькомодульного рідкого скла як структуроутворюючі компоненти можна застосовувати тонкодисперсні матеріали, у тому числі вогнетривкі, які не містять оксиди - плавні, наприклад, термоактивований каолін. Спираючись на ці роботи, Єфремов О.М. і Деркач М.В. розробили перспективні вогнетривкі бетони трьох видів: 1) алюмосилікатні на рідкому склі з силікатним модулем 1-1,5 і отверджувачами - термоактивованими при температурі 600-750ОС вогнетривкими глинами та каолінами; Аналіз літературних джерел показав, що уникнути указаних недоліків лужних бетонів можна за рахунок використання як структуроутворюючі таких компонентів: - шамотнокаолінового пилу - винесення з електрофільтрів обертних печей випалу кускового шамоту замість термоактивованих глин і каолінів у рідкоскляних алюмосилікатних бетонах;Вогнетривкість і температура деформації під навантаженням алюмосилікатних бетонів дорівнюють аналогічним показникам алюмосилікатних випалювальних матеріалів приблизно з таким самим вмістом глинозему. Регулювання вмістом глинозему дозволяє отримувати бетони з однаковими вогневими властивостями заповнювачів і вяжучої матриці. Вогнетривкість і температура деформації під навантаженням кремнеземистих бетонів відповідно всього на 20-50 і 30-60 ОС нижче аналогічних показників випалювальної динасової цегли, вогнетривкість якої коливається в границях 1710-1730 ОС, а температура початку деформації - 1630-1650 ОС. Випробування алюмосилікатних бетонів у холодному стані після випалу при температурі 1400 ОС показали, що їх міцність значно підвищується, від 137-138% для шамотних до 146-152% для мулітокорундових складів. Дослідження лінійних температурних деформацій бетонів показали, що алюмосилікатні бетони характеризуються приблизно однаковим коефіцієнтом лінійного температурного розширення у температурному інтервалі 150 - 1050°С.Розроблено склади лужних вогнетривких алюмосилікатних і кремнеземистих бетонів з підвищеними термомеханічними властивостями за рахунок низького вмісту Na2O (до 2%) шляхом встановлення закономірностей низько-і високотемпературного синтезу вяжучих систем на основі силікатів і алюмінатів натрію, з використанням структуроутворюючих дисперсних компонентів - шамотнокаолінового пилу та аморфного мікрокремнезему. Вивчено вплив лужного оксиду-плавня (2-6%) на вогнетривкість і показники температур деформації під стандартним навантаженням 0,196 МПА алюмосилікатних вяжучих з вмістом 30-95% глинозему, що дозволяє прогнозувати склад бетонів з максимальним використанням температурних можливостей вогнетривких заповнювачів. 3.Досліджено низько-і високотемпературні структурнофазові зміни, що відбуваються в камені алюмосилікатних і кремнеземистих вяжучих при уведенні шамотнокаолінового пилу-винесення та ультрадисперсного кремнезему, які дозволяють регулюванням хімічного складу вя