Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами

Порсуков, Артур Абдулмуслимович

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами

кандидата технических наук: Порсуков, Артур Абдулмуслимович
город: Махачкала
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.23.05
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами»

Автореферат диссертации по теме "Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами"

На правах рукописи

ПОРСУКОВ АРТУР АБДУЛМУСЛИМОВИЧ

КОРУНДОВЫЙ ЖАРОСТОЙКИЙ БЕТОН С ПОВЫШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ

Специальность: 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь - 2006

Рабата выполнена не кафедре материаловедения и технологии конструкционных материалов Дагестанского государственного технического университета

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Тотурбиев Б. Д

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Хлыстов А. И.

кандидат технических наук Киреев В. Г.

Ведущая организация: Открытое акционерное общество

«Дагагропромстрой», г. Махачкала

Защита состоится «26» декабря 2006 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного Совета КМ 212:245.01 в Северо-Кавказском государственном техническом университете (СевКавГТУ) по адресу: 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2, С-216.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СевКавГТУ

Автореферат разослан «24» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета КМ 212.245.01 кандидат технических наук, да

В. В. Лукьяиенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Значительные сдвиги, происходящие в последнее время в практике производства огнеупорных материалов, обусловлены расширением области применения жаростойких бетонов, что позволило перейти от мелкоразмерных штучных изделий к крупным блокам и панелям. Применение их при строительстве и ремонте тепловых агрегатов даёт возможность механизировать производство работ, снизить их трудоемкость.

Несмотря на несомненные преимущества жаростойких бетонов, в отечественной практике подавляющее большинство тепловых агрегатов возводится пока еще с применением штучных огнеупоров (кирпича). Это объясняется рядом причин, одна из которых - малое число специализированных баз и заводов по выпуску блоков и панелей нз жаростойких бетонов, что, в свою очередь, сдерживает разработку типовых проектов тепловых агрегатов из индустриальных футеровочных элементов.

Десятилетиями создававшаяся разветвлённая сеть научно-исследовательских организаций и производственных предприятий, занимающихся разработкой, производством и применением жаростойких бетонов, в настоящее время практически распалась. В нашей стране объём производства и применения жаростойких бетонов резко уменьшился, в связи с общим снижением объёмов выпуска промышленной продукции.

Основными вяжущими, применяемыми для жаростойких бетонов, являются гидравлические (портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый и высокоглиноземисгый цементы), водные и безводные силикаты натрия и фосфатосодержащие вещества.

В последние годы наибольшее распространение получили жаростойкие бетоны на основе силикат-натриевого жидкого стекла, вулканических стекол, безводного силиката натрия (БСН), включающие натриевый щелочной компонент, который выполняет роль катализатора в процессе растворения и диспергирования частиц аморфного кремнезема, ускоряющего полимеризацию, тем самым формируя стабильные фазы в системе вяжущее-заполнитель. Весьма актуальным является применение безводных силикат-натриевых композиционных вяжущих, использование которых позволяет существенно снизить содержание Ма^ГОз — легкоплавкого составляющего в жаростойком бетоне, а также исключить дорогостоящий процесс производства жидкого стекла.

В связи с этим можно отметить перспективность исследований, направленных на расширение номенклатуры жаростойких бетонов на безводных силикатах натрия с использованием новых видов композиционных вяжущих и заполнителей с повышенными эксплуатационными свойствами. Данная работа посвящена разработке принципиально нового вида безводного силикат-натриевого композиционного вяжущего и жаростойкого бетона на его основе для

футеровки тепловых агрегатов с температурой эксплуатации до 1800 °С.

Работа выполнена по межвузовской научно-технической программе «Архитектура и строительство», планам НИР секции «Строительство» РИА и Дагестанского государственного технического университета.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является получение корундового жаростойкого бетона с высоким содержанием А1гСЬ на безводном силикат-наггриевом композиционном вяжущем с повышенными эксплуатационными свойствами для тепловых агрегатов с температурой эксплуатации до 1800 °С.

На основе анализа литературных и патентных источников для достижения поставленной цели была принята рабочая гипотеза, заключающаяся в том, что получение жаростойкого бетона с высоким содержанием А!203 может быть осуществлено за счет применения безводного силикат-натриевого композиционного вяжущего из боксита, близкого по природе и химическому составу корунду — основной огнеупорной составляющей бетона, и увеличения его содержания путем минимизации безводного силиката натрия (плавня) в нем. Уменьшения расхода связующего предполагалось также достичь путем создания плотной упаковки зернистых огнеупорных составляющих с контактным омоноличиванием частицами гидратированного безводного силиката натрия. При этом зерна тонкодиспергированного безводного силиката натрия, боксита, корундового наполнителя и заполнителя формируют конгломераты, наружный слой которых состоит из мелких частиц силиката натрия. Эти конгломераты и обеспечивают контактное омоноличнвание бетона, при котором создаются локализованные в пространстве межзерновые клеящие швы. Такая специфическая структура омоноличивания позволит при малом расходе связующего увеличивать содержание глиноземистого составляющего АЬСЬ и тем самым достичь повышения эксплуатационных свойств жаростойкого бетона при высоких температурах,

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

• теоретически обосновать возможность получения корунд-боксит— силикат-натриевого композиционного вяжущего и корундового жаростойкого бетона на его основе с высоким содержанием А!2Оз;

- выбрать рациональный, состав корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего и изучить его основные свойства;

• исследовать физико-химические процессы, протекающие в корунд— боксиг-силикат^иатриевом композиционном вяжущем при твердении при высоких температурах;

- подобрать оптимальный состав корундового жаростойкого бетона, обеспечивающий высокое содержание А^Оз при минимальном расходе легкоплавкого связующего безводного силиката натрия;

- изучить влияние технологических параметров на основные свойства корундового жаростойкого бетона;

- исследовать термомеханические, теплофизические, деформационные и

другие эксплуатационные свойства корундового жаростойкого бетона;

выполнить опытно-промышленную проверку результатов теоретических и экспериментальных исследований разработанного корундового жаростойкого бетона.

Научная новизна. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны принципиально новый вид жаростойкого силикат-натриевого композиционного вяжущего н бетоны на его основе с высокими термомеханическими и эксплуатационными свойствами для футеровки тепловых агрегатов с рабочей температурой до 1800 °С.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения тонкодисперсной системы «корунд-боксит-БСН» для получения силикат-натриевого композиционного вяжущего и на его основе корундового жаростойкого бетона. При этом обеспечивается плотная упаковка зернистых составляющих бетона с контактным омонолнчиванием частицами пщратированного БСН, в результате которого формируются тонкие высокопрочные швы, обеспечивающие повышенную прочность материала при низкой концентрации связующего.

Установлена зависимость основных свойств жаростойкого корундового бетона от вещественного и гранулометрического составов, от основных технологических параметров приготовления смесей и изготовления изделий н физико-химических процессов, происходящих при низких температурах твердения (180 - 200°С) и высоких (до 1800°С) температурах эксплуатации.

Практическая значимость работы. Разработана технология производства нового вида корундового жаростойкого бетона на силикат-натриевом композиционном вяжущем, определены оптимальные составы вяжущего и бетона с минимальным содержанием силиката натрия при высоком содержании огнеупорного составляющего — корунда, что обеспечивает возможность применения бетона при одностороннем нагреве до 1800 °С, при прочности изделий после сушки не менее 35 МПа и термической стойкости 16 — 17 воздушных и 8 — 9 водяных теплосмен. Определены оптимальные технологические параметры приготовления вяжущего и бетона, установлены режимы тепловой обработки изделий, их первого и последующего нагрева, установлены зависимости свойств жаростойкого бетона от состава и главных технологических параметров.

Выпущена опытная партия изделий из разработанного корундового жаростойкого бетона на корунд-боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем в опытном промышленном цехе ЗАО «Опытное научно-производственное предприятие».

Разработанный корундовый жаростойкий бетон и фасонные бетонные блоки, полученные из него, были использованы для обмуровки камеры сгорания котлов ДКВР — 20/13 ОАО «Дагфос» г. Кизнлюрт Республики Дагестан.

Работа внедрена в учебный процесс ДГТУ при чтении курсов по дисциплинам: «Материаловедение», «Технология специальных конструкционных материалов», «Теплоизоляционные и жаростойкие материалы» для студентов специальностей 270102,270109.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на XXIV научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, г. Махачкала — 2003 г., на международных научно-технических конференциях «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», г. Пенза - 2003,2004 г.г.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 10 опубликованных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы, содержащего 130 источников и 2 приложений. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, содержит 15 таблиц, 39 рисунков.

На защиту выносятся:

- теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего (КЕСНКВ) и корундового жаростойкого бетона на его основе с высоким содержанием А12Оэ и повышенными эксплуатационными свойствами;

• объяснение механизма приобретения клеящих свойств тонкодисперсного БСН и твердение системы на всех стадиях тепловой обработки;

• обоснование физико-химических явлений, происходящих в системе корунд-бокснт-силикат-натрия в интервале температур 200 — 1800 °С и термомеханических свойств вяжущего в этом интервале температур;

- подбор рациональных составов вяжущего и жаростойкого бетона, технологические параметры приготовления бетонной смеси н формования изделий, режимы их сушки и первый нагрев;

- результаты исследований физико-механических, термомеханических и Теплофизических свойств корундового жаростойкого бетона;

- результаты опытно-промышленного апробирования предложенной технологии корундового жаростойкого бетона на КБСНКВ и технико-экономическая целесообразность его применения.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель и задачи исследования, показана его научная и практическая значимость, а также основные положения работы, вынесенные на защиту.

В первой главе представлен литературный обзор проведенных исследований, производства и применения жаростойких бетонов и конструкций на их основе в отечественной и зарубежной практике.

Большой вклад в науку о жаростойких бетонах внесли К. Д. Некрасов, А. Н. Александрова, Б. А, Альтшуллер, П. П, Будни ков, Ю. П. Горлов,

A. П. Тарасова, В. В. Жуков, Б, Д. Тотурбиев, Г. И. Книгина, Ф. И. Мельников, А. Ф. Милованов, В. М, Москвин, В. И. Мурашев,

B. А. Копейкин, Л. Б. Хорошавин, Г, Н. Дудеров, А. И. Хлыстов, М. Г. Масленникова, Н. П. Жданова и др. Ими разработаны составы жаростойких бетонов на различных вяжущих с применением в широком диапазоне рабочих температур. Проведены обширные исследования по технологии производства различных конструктивных элементов, изучены физико-химические превращения в бетонах при твердении в различных условиях сушки и нагрева.

Основными вяжущими, применяемыми для жаростойких бетонов, являются гидравлические (портландцемент, шлакопортяандцемент, глиноземистый и высокоглиноземистый цементы), водные и безводные силикаты натрия и фосфатосодержащие вещества.

Большой спектр используемых жаростойких вяжущих и бетонов на их основе объясняется тем, что условия их эксплуатации в тепловых агрегатах очень сложны. Изделия и конструкции из них могут разрушаться не только из-за воздействия высоких температур, но и под влиянием механических усилий, химических реакций в контакте с различными веществами, из-за смены температур и возникновения температурных деформаций и т.д. Практически, всему многообразию предъявляемых к жаростойким бетонам требований, не отвечает ни один из разработанных жаростойких бетонов. Однако можно выделить ряд условий, которым должны отвечать жаростойкие бетоны независимо от их конкретного функционального назначения. Прежде всего, это достаточная механическая прочность в нормальных условиях {предел прочности при сжатии не менее 15 МПа) и максимально высокая рабочая температура, при которой начинается деформация под напряжением 0,2 МПа. Помимо механической прочности и жесткости, материалы, работающие в условиях высоких температур, должны обладать незначительной огневой усадкой (линейная усадка после нагрева материала до предельно допустимой температуры не должна превышать 1,5 %, а дополнительная огневая усадка - 0,5 %).

Опыт производства жаростойких бетонов как в России, так и за рубежом, показывает, что наиболее предпочтительны в этом плане жаростойкие бетоны на глиноземистом и высокоглиноземистом цементах. Однако в России распространение получили в основном жаростойкие бетоны на портландцементе и жидком стекле с различными тонкомолотыми добавками и отверднтелями. Из них изготавливают около 70 % объема всех видов жаростойких бетонов и лишь около 20 % на дефицитных глиноземистом и высокоглиноземистом цементах. Примерно 10 % остального объема приходится на бетоны с другими вяжущими.

В настоящее время главной задачей проводимых исследований в этой области является создание более эффективных видов жаростойких бетонов,

производство которых позволило бы экономить дорогостоящее дефицитное огнеупорное сырье, уменьшить расход топливно-энергетических ресурсов при их производстве. Наряду с этим должны быть улучшены свойства изделий и, в первую очередь, механическая прочность во всем интервале температур, термическая стойкость, расширен температурный интервал эксплуатации.

В связи с вышеизложенным отмечается перспективность дальнейших исследований, направленных на расширение номенклатуры жаростойких бетонов с повышенными эксплуатационными свойствами на безводных силикатах натрия, с использованием новых видов композиционных вяжущих и заполнителей.

Во второй главе на основе обобщения результатов исследований по применению безводных силикатов натрия (БСН) сделано предположение о возможности разработки корундового жаростойкого бетона с повышенными эксплуатационными свойствами, за счет увеличения содержания высокоогнеупорного составляющего А12Оэ и минимизации в составе бетона легкоплавкого связующего компонента ЖзБЮз (БСН) путем применения силикат-натриевого композиционного вяжущего из боксита, близкого по природе и химическому составу к корунду.

Кроме того, в жаростойких бетонах на БСН обеспечивается плотная упаковка зернистых составляющих с контактным омоноличиванием частицами гидратированного БСН. Зерна тонкодисперсных БСН и огнеупорного заполнителя формируются в конгломераты, наружный слой которых состоит из мелких частиц силиката натрия. Эти конгломераты и обеспечивают контактное омоноличивание бетона, при котором создаются локализованные в пространстве межзерновые клеящие швы. Такая специфическая структура омоноличивания должна позволить при малом расходе связующего достигнуть удовлетворительной прочности при сжатии и растяжении, сохранить эту прочность при повышенной температуре и обеспечить высокую термостойкость изделий.

Подробно представлено описание методики проведения исследований,

В соответствии с действующими ГОСТами проводились исследования свойств корунд-боксиг-снликах-натриевого композиционного вяжущего, заполнителя и жаростойкого корундового бетона на их основе. По формулам вариационной статистики определялось необходимое число опытов для получения достоверных данных, если число экспериментов не регламентировалось соответствующими ГОСТами.

Для решения задач по выбору оптимального состава силикат-натриевой композиционной смеси использовано математическое планирование эксперимента, позволившее получить наиболее достоверную информацию при сравнительно небольшом объеме экспериментальных работ.

Для выявления качественного состава новообразований при различных температурах нагрева исходных сырьевых материалов и обоснования возможности получения на их основе композиционного вяжущего и

корундового жаростойкого бетона с высокими эксплуатационными свойствами согласно принятой рабочей гипотезе были проведены дифференциально-термический и рентгенофазовый анализы.

С целью изучения термомеханических свойств жаростойкого бетона на силикат-натриевом композиционном вяжущем была выбрана методика определения напряженно-деформированного состояния бетона при одноосном сжатии и осесимметричном нагреве; испытание проводилось на установке СТС, разработанной НИИ Механики МГУ им. М.В. Ломоносова.

Огнеупорность определяли в соответствии с ГОСТ 4069-80, теплопроводность при нагреве до 1200 "С определяли по методике ВНИПИ-Теплопроекта, основанной на измерении стационарного потока тепла, температуру начала деформации под напряжением 0,2 МПа по ГОСТ 4070 - 83, термическую стойкость корундового жаростойкого бетона определяли по ГОСТ 7875 - 83.

В третьей главе представлены характеристики сырьевых материалов, принятых для экспериментальных исследований. Приведены теоретические предпосылки и экспериментальные результаты исследования получения корунд-боксит-сил и кат-нагриевого композиционного вяжущего и, нз его основе, корундового жаростойкого бетона с повышенными эксплуатационными свойствами.

В качестве исходных сырьевых материалов были использованы: электроплавленный корунд, боксит и безводные силикаты натрия.

Элекгроплавленный корунд Тихвинского глиноземного завода, содержащий: А12Оэ - 98,11...98,79; 5Юг- 0,13...0,15; Рег 03 - 0,58...1,01; №¿0 — 0,27. ..0,45 % масс., который характеризовался следующими показателями: огнеупорность - 2050 °С; коэффициент линейного теплового расширения — 8,9 х 10 К"1, плотность - 3800...3920 кг/мэ; химически стоек, инертен; по минералогическому составу элекгроплавленный корунд представлен в основном а - А^Оэ .

Боксит маложелезистый Северо-Онежског© рудника — ТУ48-5-156-88, представляющий собой горную породу, состоящую из минералов гидрооксида алюминия, предназначенный для производства огнеупорных изделий, характеризовался следующим химическим составом, % масс: А^Оз - не менее 60; Ре2Оз - не более 2,6; ТЮг - не более 4,5; (СаО + М&О) - не более 0,9; (К20 + К20) - не более 0,8. Влажность - не более 20 %. Размер кусков - до 500 мм.

В качестве безводного силиката натрия использовали силикат-глыбу (ГОСТ 13079 — 81, силикатный модуль 2,7 — 3,0) АО «Дагогни» — твердая масса охлажденного расплава, полученного плавлением смеси кварцевого песка с содой или сульфатом натрия при 1300 — 140ССС. Химический состав силикат глыбы следующий, % масс: Б^Оз — 72,0; №20 — 26,1; А12Оз — 1,5; РегО* - 0,07; остальные примеси — 0,33.

В экспериментальной части работы на основе теоретических предпосылок изложены результаты исследований ' по определению

технологических параметров изготовления корунд-боксит^силикат-натрневого композиционного вяжущего и корундового жаростойкого бетона на его основе, физико-химических процессов, происходящих при низких (180 — 200 °С) и высоких (1600 °С) температурах, а также результаты определения основных свойств жаростойкого бетона на силикат-натриевом композиционном вяжущем.

Разработка составов корунд-боксит—силикат-натриевого вяжущего и корундового жаростойкого бетона, а также определение технологических параметров их приготовления основывались на следующих положениях:

— вяжущие свойства корунд-боксит^силикат-натриевой композиции проявляются за счет клеевых контактов, образующихся при обводнении тонкодисперсных частиц силикат-глыбы и приобретения ими в результате этого высоких адгезионных свойств. Растворимость силикат-глыбы в воде интенсифицируется при повышении дисперсности ее частиц, наличия внешнего механического воздействия (перемешивания), разрушающего образующиеся пленки SiO? на поверхности частиц, а также соотношения HjO : Na20 * nSiOj до значений, близких к I; повышении температуры среды до 30-95 °С;

— прочность системы «корунд — боксит — силикат натрия - вода» зависит от степени растворения частиц силикат-глыбы, гомогенности системы, содержания в ней силикат-глыбы и приобретается при высушивании отформованных из нее образцов за счет обезвоживания силиката натрия и, как следствие, приобретения клеевыми контактами когезионной прочности;

— получение жаростойкого бетона с высокими эксплуатационными свойствами на таком вяжущем возможно при наполнении вяжущего тонкомолотым огнеупорным материалом, проявляющим активность по отношению к силикату натрия при средних (700 - 900 °С) и высоких (более 1000 °С) температурах, следствием чего является возникновение новообразований в контактной зоне, упрочняющих систему и повышающих огнеупорность вяжущего.

Исходя из приведенных положений, результатов экспериментальных исследований и технико-экономических выкладок, были определены оптимальные технологические параметры для приготовления вяжущего.

Для обеспечения однородности композиции принят сухой совместный помол корунда, боксита и безводного силиката натрия.

Установлено, что повышение тонкости помола системы повышает растворимость силикат-глыбы, вследствие чего возрастает прочность высушенных образцов, однако эта операция требует существенного увеличения затрат энергии. Помол до S уд = 2500 — 2800 см /г позволяет получить прочность при сжатии 27 — 30 МПа после сушки при 180 — 200 'С при снижении затрат на 55-60 % по сравнению с помолом до S уД = 5000 см2 /г и сокращения продолжительности помола в 2,5 — 3 раза. В связи с этим тонкость помола вяжущего в дальнейших исследованиях

характеризовалась S,, = 2600 — 2800 см1 /г. С ростом содержания силикат-глыбы наблюдалось существенное возрастание прочности высушенных образцов. Однако при этом резко понижалась огнеупорность вяжущего. При содержании силикат-глыбы 16 % по массе прочность образцов после сушки составляла не менее 25 МПа, а огнеупорность - 1690 °С. Это содержание силикат-глыбы и было принято в дальнейших исследованиях.

Экстремум прочности и средней плотности высушенных образцов вяжущего находился при значениях водо-вяжущего (В/В) отношения в пределах 0,14 — 0,15. Эти значения В/В, с учетом смачивания частиц наполнителей, обеспечивают отношение HjO : NajO ■ nSiOj, близкое к единице. Увеличение водозатворения приводит к снижению концентрации щелочи в растворе и ослаблению ее пептизирующего действия на пленку SiOj, образующуюся на поверхности частиц силикат-глыбы в результате ее обводнения, что замедляет растворение силикат-глыбы и снижает ее клеящую способность. Снижение В/В не позволяет получать плотную упаковку твердых компонентов, о чем свидетельствует падение средней платности. В связи с этим за оптимальное принято В/В, равное 0,15.

С целью увеличения степени растворения частиц силикат-глыбы и увеличения площади клеевых контактов сушку образцов вяжущего производили с изотермической выдержкой при температуре 80 — 95 °С в течение 2 часов. При этом прочность высушенных при 180 — 200 °С образцов повышалась на 10— 12%.

Определяющими свойствами вяжущего для жаростойких композиций являются качественные и количественные изменения, происходящие в его составе под воздействием высоких температур, влияющие на термомеханические свойства композиции при данной температуре нагрева и стабильность образовавшейся м икроструктуры. В этой связи проводилось изучение превращений в вяжущем в зависимости or температуры по мере его нагрева. В процессе формирования микроструктуры вяжущего в силикат-глыбе происходят определенные превращения.

Ректтеноанализ исходного образца силикат-глыбы свидетельствует о ее рентгеноаморфности, то есть об отсутствии в ней каких-либо кристаллических модификаций. Эндоэффект при 115 °С объясняется потерей воды, а также возможным переходами тридимита. Небольшой эндоэффект при 840°С объясняется плавлением стеклофазы.

Рентгенографическим анализом исходного боксита (рисунок 1а) установлено, что в боксите имеется бемит у — At ООН (dA — 3,18; 2,34; 1,99), трехводный гндроксид алюминия AI (OH)j (dA — 4,42; 3,62; 2,70; 2,45), оксид железа FejOj (dA — 2,69; 2,51; 2,20) и интенсивность линий, соответствующих каолиниту AbSi205(0H)4 (dA - 4,40; 3,56; 2,56). Явных линий, соответствующих кристаллическому кварцу, на рентгенограмме исходного боксита нет. Кремнезем в боксите существует, по-видимому, в аморфном виде. Анализ показал, что исследуемый боксит относится к гнббеит-бемитовым, а красный цвет подтверждает наличие оксида железа.

I •

П., 5 л. ^^н^

н-* й Д »-а-д-*

Рисунок I - Рентгенограммы боксита (а) н корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего после термообработки: при 200аС - б; при 800°С - в; при 1250"С - г; при 1600°С - д

Известно, что стабилизатором модификационных превращений гидроксидов алюминия в бокситах являются щелочи и щелочноземельные оксиды. В связи с этим в работе была изучена природа образования различных соединений силиката натрия с минералами исходного боксита, а также возможные их превращения при взаимодействии с силикатом натрия до высоких температур. При затворении корунд-боксит-скли кат-натриевого композиционного вяжущего водой из силиката натрия образуется щелочь ЬГаОН, концентрация которой в растворе увеличивается до полного растворения силиката натрия. Если учесть, что Ма20 в силикате натрия содержится до 26,1 %, в изучаемом композиционном вяжущем его содержание составит 5,22 %, что достаточно для создания щелочной среды в вяжущем для растворения гидроалюминатов и части кварца в боксите.

Рентгенографический анализ исследуемого вяжущего показывает, что на рентгенограмме образца вяжущего нагретого до 200 °С (рисунок 16), имеются линии интенсивности, которые соответствуют бемиту (<1А — 3,18; 2,34; 1,99), гематиту <аА - 2,69; 2,51; 2,20; 1,83), каолиниту (<АА - 4,40; 3,56; 2,56), и кварциту (<1А - 3,34; 3,06; 1,84). Линии, соответствующие бемиту, несколько уменьшились по сравнению с линиями бемита в исходном боксите, хотя предполагалось увеличение содержание бемитт за счет разложения гиббснта. При этом аморфной части вяжущего стало больше, а образования же других кристаллических фаз не наблюдалось.

Все эти изменения показывают, что при одновременном воздействии щелочи и нагрева гиббсит, обезвоживаясь, переходит в высокодисперсную аморфную форму АЬОз- Обезвоживание гиббсита при 200°С подтверждается и результатом дифференциального термического анализа.

На рентгенограмме образца, нагретого до 800 "С (рисунок 1в), видно, что сохранился гематит а — Ге20з и произошла кристаллизация в небольшом количестве (3 — глинозема (р - А12Оз). Из бемита и каолинита, видимо, образовался аморфный глинозем при потере воды, так как структура становится рыхлой. На термограмме потеря воды бемитом отразилась небольшим по сравнению с термограммой исходного боксита эндотермическим эффектом. При нагревании вяжущего до 1250°С (рисунок 1г) образуется а - А1203 (<1А - 3,50; 2,56; 2,39), натриевый глинозем Иа20 (11-12) А1гОз (¿А. - 2,51 ;2,45;2,69) и сохраняется гематит у - РегО).

Наконец для определения состава окончательных новообразований образцы исследуемого композиционного вяжущего нагревались до 1600°С. На рентгенограмме (рисунок 1д) этих образцов есть линии, соответствующие а- А12Оз (¿А - 3,50; 2,56; 2,46; 2,09) и свидетельствующие об образовании небольшого количества муллита (<1А - 3,38; 2,89), а линии, отвечающие р-глинозему и гепатиту, отсутствуют. Отсутствие линий Р — глинозема еще раз подтверждает справедливость выводов и предположений ранее проведенных исследований по улетучиванию натрия при высоких температурах. Отсутствие линий гематита объясняется переходом гематита в стеклофазу при уменьшении щелочного компонента в составе вяжущего.

Таким образом, рентгенографическим и дифференциально-термическим анализами корунд — боксит — силикат — натриевого композиционного вяжущего выявлена возможность высокотемпературной модификации глинозема и соответствующего регулирования вяжущих свойств за счет модификационных превращений гидроксидов алюминия.

Необходимость введения в состав силикат — натриевого вяжущего высокоогнеупорного тонкодисперсного вещества, вступающего при высоких температурах в химическое взаимодействие с силикатом натрия, хорошо иллюстрируется результатами термомеханических испытаний образцов композиции с или кат-натриевого вяжущего с корундом, представленных на рисунке 2 (кривая 1), из которых следует, что при температурах выше температуры начала размягчения силиката натрия (600 — 800 °С) прочность композиции резко снижается до 0,4 МПа. В интервале температур 1000 — 1100 °С за счет твердофазовых реакций между 8ЮД и стекло фазой заполнителя прочность несколько повышается (до 0,6 МПа), но при 1200 — 1250 она практически равна нулю. Поэтому для повышения термомеханических свойств и увеличения содержания АЬ03 в состав изучаемого композиционного вяжущего был введен также боксит, который, как показали физико-химические исследования, вступает в реакцию с другими компонентами вяжущего при высоких температурах, образуя высокоогнеупорные соединения. Результаты испытаний (рисунок 2, кривая 2) показывают, что, вводя в состав корунд—силикат—натриевого вяжущего боксит, при сохранении определенных соотношений между компонентами, можно существенно улучшить терм о механические характеристики и, тем самым, повысить температуру применения вяжущего, следовательно, и жаростойкого бетона на его основе.

В исследованиях значительное внимание было уделено оптимизации состава композиционного вяжущего и на его основе корундового жаростойкого бетона. Использование симплекс-решетчатого метода планирования позволило получить диаграммы зависимости свойств вяжущего от его состава. Было установлено, в частности, что увеличение содержания силикат-глыбы в составе оказывает существенное негативное влияние на прочность материала в нагретом состоянии. Оптимальным составом композиционного вяжущего является смесь, состоящая из сухих компонентов в % масс: тонкомолотого электроплавлен но го корунда — 22; тонкомолотого боксита — 62; тонкомолотой силикат-глыбы — 16.

На основании аналитических расчетов и экспериментальных исследований был принят следующий оптимальный состав жаростойкого бетона в % масс: электроплавленный корунд фракции 0,5...0,19 мм — 83,5; композиционное вяжущее - 16,5.

* 25

|г0

о. с л

ЕЗ 15

5 ¿"10

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Температура, °С

Рисунок 2 — Зависимость прочности при сжатии образцов из силикат-натриевого композиционного вяжущего от его состава и температуры нагрева: 1 - корунд: Ка25Ю3 = 85 :15,% масс; 2- корунд: боксит: Ка2 510) = 62:22:16,% масс

Количество воды затворения В/Т варьировали от 0,07 до 0,14. Наилучшие свойства бетонной смеси и наиболее высокую прочность имел бетон, приготовленный с В/Т, равным 0,11...0,12.

Значительный объем экспериментальной работы выполнен по оптимизации способа и режима приготовления бетонной смеси. Установлено существенное влияние продолжительности перемешивания и степени уплотнения смеси на прочность бетона после его сушки и первого нагрева. Особенно важно обеспечение хорошей гомогенности бетонкой смеси, поскольку неоднородность структуры оказывает существенное влияние на прочностные и термомеханические показатели бетона. В работе испытаны четыре режима перемешивания бетонной смеси.

1. Загрузка всех компонентов смеси и воды в смеситель и перемешивание в течение 9 минут;

з—-с

N >■■ "С

2. Подача 30 % воды, загрузка всех компонентов одновременно, перемешивание в течение 3 минут, подача остального количества воды и перемешивание в течение б минут;

3. Загрузка всех компонентов одновременно, сухое перемешивание в течение 3 минут, затворение водой н перемешивание в течение 6 минут;

4. Загрузка мелкой фракции заполнителя и вяжущего, перемешивание в течение 3 минут, далее загрузка остальной части заполнителя, перемешивание в течение 3 минут, затворение водой и перемешивание в течение 6 минут.

Наибольшая прочность образцов бетона достигается при третьем режиме приготовления бетонной смеси. Также в работе исследовалось влияние различных методов уплотнения смеси на прочность жаростойкого бетона (таблица 1).

Выбор рационального режима сушки бетона осуществляли опытным путем на образцах размером 100 * 100 * 100 мм. Варьировалось время изотермических выдержек при 80 - 90 "С и 180 — 200 ®С от 0,5 до 5,0 часов. На основании полученных результатов был выбран следующий оптимальный режим сушки: нагрев до 90 "С - 1 час; изотермическая выдержка 2,5 часа; нагрев до 200 "С — 0,5 часа; изотермическая выдержка при этой температуре 3 — 4 часа и далее охлаждение со скоростью 20 — 25 °С в час. При указанном режиме термообработки изделия из жаростойкого бетона имели наибольшую прочность, равную 35 МПа.

Таблица 1 — Зависимость прочности образцов корундового жаростойкого бетона от метода формования

Метод формования Параметры режима формования Прочность при изгибе, МПа Прочность при сжатии, МПа

Виброформование частота—50 Гц амплитуда - 0,3 мм продолжительность — 90 с 3,2 19,6 '

Виброформование спригрузом частота — 50 Гц амплитуда — 0,3 мм продолжительность — 90 с пригруз - 0,0025 МПа 6,8 32,3

Прессование одноступенчатое в прессформе давление - 0,5 МПа 9,9 41

Прессование двухступенчатое в прессформе давление на 1-й ступени -0,2 МПа то же на 2-й ступени — 0,5 МПа 12,6 50,3

При выборе материала футеровки для тепловых агрегатов и установлении толщины конструкции определяющее значение имеет теплопроводность жаростойких материалов.

В данной работе исследование теплопроводности жаростойкого бетона проводилось в интервале температур от 20 до 1200 °С. Результаты исследования представлены на рисунке 3, где для сравнения приведена также теплопроводность корундового огнеупора.

8 6

£ ■< 2

ч » V 3 /

у * \.... 1 2

\\ N 1 N N ^Ч^, >. 1 • >

> Г С

7 Е^™--1

200

400

600

800 1000 1,°С

Рисунок 3 - Зависимость теплопроводности X корундового жаростойкого бетона от температуры 1 - жаростойкий бетон при первом нагреве; 2 — жаростойкий бетон при повторном нагреве; 3 — корундовый огнеупор

Приведенные на рисунке 3 графические зависимости показывают, что теплопроводность жаростойкого бетона с повышением температуры снижается (кривая 1, 2) и при температуре 1000 "С она составляет почти V* значения теплопроводности при температуре 20 Более плавное снижение теплопроводности при температуре выше 1000 "С связано с повышением температуры заключенных в порах бетона газов и преобладанием теплопередачи за счет излучения по сравнению с конвекцией. Незначительное отличие теплопроводности жаростойкого бетона при первом (кривая 1) и повторном (кривая 2) нагреваниях, видимо объясняется частичным разрыхлением структуры бетона, связанным с превращениями гидроксидов алюминия в интервале температур от 100 до 600 "С, а также уменьшением количества аморфного кремнезема после первого нагрева и стабилизацией структуры корундового бетона, близкого по свойствам штучным огнеупорам (кривая 3).

Большинство протекающих в жаростойких бетонах процессов сопровождается изменением их линейных размеров. Абсолютную величину деформаций в процессе нагревания образцов измеряют с помощью различных дилатометров. Дилатометрические исследования разработанного жаростойкого бетона рациональных составов были проведены ; на дилатометре ДВ -1500.

Для исследования температурных деформаций жаростойкого бетона были изготовлены образцы-цилиндры диаметром и высотой 10 мм. Опыты производились в диапазоне температур 20 — 1500 вС. Подъем температуры до 1500 °С осуществлялся в течение 22,5 часов с часовой выдержкой через каждые 100 градусов повышения температур, что обеспечивало равномерный прогрев образца. Измерения производились при первом нагреве, затем охлаждении и при втором нагреве. Результаты определения температурных деформаций и коэффициента линейного теплового расширения жаростойкого бетона показывают, что характер кривых относительных линейных деформаций и коэффициента линейного теплового расширения при первом нагреве, охлаждении и повторном нагреве несколько отличаются. При первом нагревании в интервале температур 200 — 600 "С наблюдаются затухающие температурные деформации жаростойкого бетона разработанного состава. В этом интервале температур усадка вяжущего камня в бетонных образцах превалирует над расширением заполнителя (кривая 1, рисунок 4). Эти деформации не уменьшают первоначальных линейных размеров образца, а лишь снижают расширение на 0,06 % при 300 °С и на 0,085 % при 600 °С. Нагревание образцов выше €00 °С характеризуется практически прямолинейной зависимостью их расширения от температуры. При этом имеет место увеличение первоначальных размеров образцов при 1000 "С на 0,6 %. Очевидно, в этом интервале температур усадочные деформации вяжущего камня, обусловленные превращениями боксита в композиционном вяжущем, близки к деформации расширения заполнителя. Кривая относительных линейных деформаций в интервале температур от 1000 до 1200 °С растет круче, вероятно, это связано с окончанием вышеназванных процессов в композиционном вяжущем и интенсивным прохождением в нем твердофазных реакций.

При дальнейшем нагревании образцов от 1200 до 1500 °С наблюдается усадка бетона, которая при 1500 °С равна 0,2 %, что объясняется уплотнением структуры бетона при твердофазной реакции, т.е. перемещением межзерновых границ при рекристаллизации крупных и мелких зерен заполнителя, за счет которого повышается плотность бетона.

При охлаждении образцов от 1500 °С до 20 "С кривая относительных линейных деформаций представляет собой прямую с постоянным углом наклона. Это свидетельствует о том, что при охлаждении материала не происходит никаких фазовых превращений, следовательно продукты твердофазных реакций термодинамически устойчивы в интервале

температуры 20 - 1500 При повторном нагреве (кривая 3, рисунок 4) температурные деформации практически совпадают с кривой 2 (рисунок 4) при охлаждении, что подтверждает завершение фазовых превращений в жаростойком бетоне при первом нагреве.

В условиях работы тепловых агрегатов изделия из жаростойких бетонов подвергаются действию резких колебаний температуры, что и является одной из причин появления трещин и отколов вследствие возникновения в них температурных напряжений, вызывающих увеличение или уменьшение объема.

¿Ш.% 0,8 0,6 0.4 0,2 0 -0,2 -0.4

1 л'

300

600

900

1200

Рисунок 4 - Зависимость относительной линейной деформации ДУ/7 жаростойкого бетона от температуры /: 1 — первый нагрев; 2 — охлаждение; 3 - повторный нагрев

Результаты приведенных исследований показали, что термическая стойкость разработанного жаростойкого бетона на корунд-боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем и белом электроплаеленном корунде характеризуется более высокими показателями, чем других жаростойких бетонов того же класса.

Результаты термомеханических, дилатометрических, теплофизических и других исследований разработанного жаростойкого корундового бетона на боксит — силикат — натриевом композиционном вяжущем приведены в таблице 2.

Исследование основных свойств корундового бетона выявило его достаточно высокие эксплуатационные качества.

Таблица 2 - Основные показатели свойств корундового жаростойкого

бетона на корунд-боксит—силикат-натриевом композиционном вяжущем

№ Наименование показателей Значение показателей

1 Огнеупорность, "С 1950

2 Максимальная температура применения при одностороннем нагреве, °С 1800

3 Предел прочности при сжатии после сушки при 200°С, МПа 35-40

4 Предел прочности при сжатии после обжига до максимальной температуры применения, МПа 31-37

5 Средняя плотность после сушки при 200 °С, кг/м* 2900-2950

6 Открытая пористость после сушки при 200 ®С, % 18-19

7 Линейная деформация после обжига до максимальной температуры применения, % 0.25

8 Коэффициент линейного теплового расширения при непрерывном нагреве, 10** К*1 W

9 Температура начала деформации под напряжением 0,2 МПа, "С 1680

10 Теплопроводность при температуре 1200 "С, Вт/(м-К) 1,32

11 Термостойкость, число водяных теплосмен после термообработки при 1300 °С 8-9

В четвертой главе освещаются результаты опытно-промышленной проверки и технико-экономической оценки эффективности производства н применения корундового жаростойкого бетона на корунд-боксит-силикат— натриевом композиционном вяжущем.

Промышленную проверку результатов лабораторных исследований проводили в существующем экспериментальном цехе по изготовлению жаростойких бетонных блоков ЗАО «Опытное научно-производственное предприятие». Были изготовлены фасонные корундовые жаростойкие блоки, которые устанавливались при обмуровке камеры сгорания котлов ДКВР - 20/13 с рабочей температурой 1600 - 1650 °С. Сушку блоков проводили с выдержкой при температуре 20 — 95 ®С в течение 5 часов и при 200°С - 8 часов.

Результаты проведенных испытаний в промышленных условиях показали высокие эксплуатационные свойства корундового жаростойкого бетона на кору нд-бокси>-сшшкат-натриевом композиционном вяжущем. Применение этого вида жаростойкого бетона вместо используемого в настоящее время корундового жаростойкого бетона на жидком стекле позволяет увеличить межремонтные сроки работы тепловых агрегатов

в 1,5-2 раза, снизить трудозатраты при ремонте печей и продолжительность ремонта, а также энергозатраты на единицу футеровочного материала за счет исключения обжига. Экономический эффект только от производства разработанного жаростойкого бетона взамен аналогичного бетона на жидком стекле составляет более 500 руб. на 1 мэ изделий.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обоснован и реализован в производственных условиях новый вид силикат-натриевого композиционного вяжущего и корундовый жаростойкий бетон на его основе с повышенными эксплуатационными свойствами.

2. Разработанная технология приготовления нового связующего предусматривает сухой совместный помол безводного силиката натрия (БСН) и боксита с частью огнеупорного заполнителя, в процессе которого образуется тонкодисперсный композит-силикат-натриевое композиционное вяжущее. При этом выявлено, что концентрация связующего компонента (БСН) в бетоне определяется не условиями гомогенизации и уплотнения смеси, а только факторами эксплуатационной стойкости, что позволяет значительно снизить содержание БСН (плавня) в бетоне.

3. Установлено, что при нагревании вяжущей композиции растворение зерен силиката натрия происходит наиболее интенсивно в интервале температур 80 — 90°С, что обеспечивает увеличение площади клеевых контактов. Последующее повышение температуры до 180 — 200 "С приводит к обезвоживанию системы и, как следствие, к ее упрочнению из-за резкого повышения когезионной прочности клеевых контактов.

4. На основе теоретических и экспериментальных исследовании доказано, что управление основными свойствами композиционного вяжущего рационально осуществлять изменением следующих параметров: содержанием силиката натрия в композиции (14 — 16%), тонкостью помола компонентов (2000 - ,3000 м2/г), количеством воды затворения (15 - 18 %), степенью уплотнения смеси.

5. Выявлены основные закономерности взаимодействия огнеупорных наполнителей и заполнителей с силикатом натрия при различных температурах. При отсутствии такого взаимодействия (например, корунд) термомеханические свойства композиции определяются главным образом образованием расплава силиката натрия и, следовательно, они не высоки. В интервале температур 600 - 800°С наблюдается резкое понижение прочности образцов из корунд-силикат—натриевой композиции. Определены возможности улучшения термомеханических свойств таких систем введением в композицию третьего компонента (например, боксита), способного при взаимодействии с силикатом натрия и корундом образовывать, начиная с 800 - 900 °С, огнеупорные соединения, а при высоких температурах (1200 - 1600 °С) обнаружено образование и - А12Оэ и муллита.

6. Высокая огнеупорность вяжущего на основе БСН позволила разработать корундовый жаростойкий бетон с максимальной температурой эксплуатации 1800 °С при использовании в качестве заполнителя электроплавленного корунда. При этом экспериментально подтверждена справедливость предложенных теоретических принципов плотной упаковки системы «порошкообразное безводное вяжущее - огнеупорный наполнитель — огнеупорный заполнитель», обеспечивающих контактное омоноличивание бетона.

7. На основании аналитических расчетов и экспериментальных исследований по минимизации содержания в составе бетона БСН (плавня), оптимизации фракционного состава заполнителя, обеспечивающего наибольшую плотность, был принят следующий состав корундового жаростойкого бетона (% по массе): электроплавленный корунд фракции 0,5 - 0,19 мм - 84 - 86, композиционное вяжущее -14 -16.

8. Комплексные физико-химические, термомеханические, дилатометрические, теплофизнческие и др. исследования, а также изучение поведения изделий и конструкций из разработанного жаростойкого бетона в реальных условиях позволили качественно оценить эффективность их производства и применения в различных тепловых агрегатах с максимальной температурой эксплуатации 1800 °С.

9. Корундовый жаростойкий бетон на корунд-боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем прошел проверку в качестве футеровочного огнеупорного материала при обмуровке камеры сгорания котлов ДКВР - 20/13 с рабочей температурой 1500 — 1650 °С. При этом выявлена высокая эксплуатационная стойкость фасонных изделий из него, межремонтный срок тепловых агрегатов увеличивается в 1,5 - 2 раза. Подтвержденный экономический эффект только от производства разработанного жаростойкого бетона взамен аналогичного бетона на жидком стекле составил более 500 руб. на 1 м3 изделий.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Теоретические и экспериментальные предпосылки для получения высокоогнеупорного корундового жаростойкого бетона. // Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». - Пенза, 2003. - С. 293 - 296.

2. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Композиционное вяжущее для получения высокоогнеупорного корундового жаростойкого бетона. // Сборник тезисов докладов XXIV научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. - Махачкала: ДГТУ, 2003. - С. 213 - 214.

3. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Теоретические принципы получения высокоогнеупорного бетона. // Сборник тезисов докладов XXIV научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, -Махачкала: ДГТУ, 2003. - С. 215 - 216.

4. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Рентгеноструктурный анализ боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего. И Сборник тезисов докладе« XXIV научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. - Махачкала: ДГТУ, 2003. — С. 217-218.

5. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Подбор оптимального состава жаростойкого корундового бетона. // Актуальные вопросы строительства. Научно-тематический сборник, — Махачкала, 2004. — С, 120 - 127.

6. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Теоретические принципы получения высокоогнеупорного корундового бетона, // Актуальные вопросы строительства. Научно-тем этический сборник. - Махачкала, 2004. -С. 127-132.

7. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Существующий уровень научных разработок и требования, предъявляемые к жаростойким бетонам. // Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». - Пенза, 2004.-С. 300-303.

8. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Жаростойкий корундовый бетон на боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем. // Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория н практика». — Пенза, 2004.-С. 303 - 306.

9. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Жаростойкое композиционное вяжушее. // Бетон и железобетон, №3. - М., 2006.-С. 12 - 16.

10. Тотурбиев Б. Д., Порсуков А. А. Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами. // Бетон и железобетон, №4. М., 2006.-С. 13-15.

Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стене и а кандидата технических наук

Автор; Порсуков А. А.

Подписано в печать 20.11.2006 г. Формат 60 * 84. 1/16 Усл. пен. л. 1,0. Бумага офсетная Тираж 100 экз. Заказ № 117 Отпечатано в типографии Северо-Кавказского государственного технического университета

355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Порсуков, Артур Абдулмуслимович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Существующий уровень научных разработок по жаростойким бетонам.

1.2. Жаростойкие бетоны на безводных силикатах натрия.

1.3. Основные требования, предъявляемые к жаростойким бетонам.

1.4. Выводы.

2. ЦЕЛЬ, РАБОЧАЯ ГИПОТЕЗА, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Цель, рабочая гипотеза и задачи исследований.

2.2. Методика проведения исследований.

2.2.1. Физико-механические исследования.

2.2.2. Теплофизические исследования.

2.2.3. Дилатометрические исследования.

2.2.4. Термомеханические исследования.

2.2.5. Физико-химические исследования.

2.2.6. Математическое планирование эксперимента.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Исходные сырьевые материалы.

3.2. Теоретические и экспериментальные предпосылки получения корундбоксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего.

3.3. Рентгеноструктурный анализ корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего.

3.4. Разработка корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего (КБСНКВ).

3.4.1. Выбор рационального состава (КБСНКВ).

-33.4.2. Влияние технологических факторов на вяжущие свойства оптимального состава КБСНКВ.

3.5. Разработка корундового жаростойкого бетона на БКСНКВ.

3.5.1. Подбор оптимального состава жаростойкого корундового бетона.

3.5.2. Исследование влияния технологических параметров на свойства корундового жаростойкого бетона.

3.6. Исследование основных теплофизических свойств жаростойкого корундового бетона на корунд-боксит- силикат-натриевом композиционном вяжущем.

3.6.1. Теплопроводность жаростойкого корундового бетона.

3.6.2. Исследование термической стойкости жаростойкого корундового бетона.

3.6.3. Огнеупорность жаростойкого корундового бетона.

3.7. Дилатометрическое исследование жаростойкого корундового бетона.

3.8. Исследование термомеханических свойств жаростойкого корундового бетона.

4. ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РАБОТЫ И ВНЕДРЕНИЕ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ КОРУНДОВЫХ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОННЫХ БЛОКОВ.

4.1. Опытно-производственные работы и внедрение.

4.2. Расчет экономической эффективности производства и применения корундового жаростойкого бетона на корундбоксит- силикат-натриевом композиционном вяжущем.

Введение 2006 год, диссертация по строительству, Порсуков, Артур Абдулмуслимович

Несмотря на несомненные преимущества жаростойких бетонов, в отечественной практике подавляющее большинство тепловых агрегатов возводится пока еще с применением штучных огнеупоров (кирпича). Это объясняется рядом причин, одна из которых - малое число специализированных баз и заводов по выпуску блоков и панелей из жаростойких бетонов, что, в свою очередь, сдерживает разработку типовых проектов тепловых агрегатов из индустриальных футеровочных элементов.

Основными вяжущими, применяемыми для жаростойких бетонов, являются гидравлические (портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый и высокоглиноземистый цементы), водные и безводные силикаты натрия и фосфатосодержащие вещества.

В последние годы наибольшее распространение получили жаростойкие бетоны на основе силикат-натриевого жидкого стекла, вулканических стекол, безводного силиката натрия (БСН), включающие натриевый щелочной компонент, который выполняет роль катализатора в процессе растворения и диспергирования частиц аморфного кремнезема, ускоряющего полимеризацию, тем самым формируя стабильные фазы в системе вяжущее-заполнитель. Весьма актуальным является применение безводных силикат-натриевых композиционных вяжущих, использование которых позволяет существенно снизить содержание Na2Si03 - легкоплавкого составляющего в жаростойком бетоне, а также исключить дорогостоящий процесс производства жидкого стекла.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является получение корундового жаростойкого бетона с высоким содержанием А120з на безводном силикат-натриевом композиционном вяжущем с повышенными эксплуатационными свойствами для тепловых агрегатов с температурой эксплуатации до 1800 °С.

На основе анализа литературных и патентных источников для достижения поставленной цели была принята рабочая гипотеза, заключающаяся в том, что получение жаростойкого бетона с высоким содержанием А1203 может быть осуществлено за счет применения безводного силикат-натриевого композиционного вяжущего из боксита, близкого по природе и химическому составу корунду - основной огнеупорной составляющей бетона, и увеличения его содержания путем минимизации безводного силиката натрия (плавня) в нем. Уменьшения расхода связующего предполагалось также достичь путем создания плотной упаковки зернистых огнеупорных составляющих с контактным омоноличиванием частицами гидратированного безводного силиката натрия. При этом зерна тонкодиспергированного безводного силиката натрия, боксита, корундового наполнителя и заполнителя формируют конгломераты, наружный слой которых состоит из мелких частиц силиката натрия. Эти конгломераты и обеспечивают контактное омоноличивание бетона, при котором создаются локализованные в пространстве межзерновые клеящие швы. Такая специфическая структура омоноличивания позволит при малом расходе связующего увеличивать содержание глиноземистого составляющего А1203 и тем самым достичь повышения эксплуатационных свойств жаростойкого бетона при высоких температурах.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- теоретически обосновать возможность получения корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего и корундового жаростойкого бетона на его основе с высоким содержанием А1203;

- выбрать рациональный состав корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего и изучить его основные свойства;

- исследовать физико-химические процессы, протекающие в корунд-боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем при твердении при высоких температурах;

- подобрать оптимальный состав корундового жаростойкого бетона, обеспечивающий высокое содержание А1203 при минимальном расходе легкоплавкого связующего безводного силиката натрия;

- изучить влияние технологических параметров на основные свойства корундового жаростойкого бетона;

- исследовать термомеханические, теплофизические, деформационные и другие эксплуатационные свойства корундового жаростойкого бетона;

- выполнить опытно-промышленную проверку результатов теоретических и экспериментальных исследований разработанного корундового жаростойкого бетона.

Научная новизна. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны принципиально новый вид жаростойкого силикат-натриевого композиционного вяжущего и бетоны на его основе с высокими термомеханическими и эксплуатационными свойствами для футеровки тепловых агрегатов с рабочей температурой до 1800 °С.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения тонкодисперсной системы «корунд-боксит-БСИ» для получения силикат-натриевого композиционного вяжущего и на его основе корундового жаростойкого бетона. При этом обеспечивается плотная упаковка зернистых составляющих бетона с контактным омоноличиванием частицами гидратированного БСН, в результате которого формируются тонкие высокопрочные швы, обеспечивающие повышенную прочность материала при низкой концентрации связующего.

Установлена зависимость основных свойств жаростойкого корундового бетона от вещественного и гранулометрического составов, от основных технологических параметров приготовления смесей и изготовления изделий и физико-химических процессов, происходящих при низких температурах твердения (180 - 200°С) и высоких (до 1800°С) температурах эксплуатации.

Достоверность результатов исследований обеспечивается следующими положениями: комплексными экспериментальными исследованиями, выполненными с привлечением современных методов и математического аппарата, широкой проверкой их результатов в условиях производства и применения разработанного жаростойкого бетона на безводном силикат -натриевом композиционном вяжущем с повышенными эксплуатационными свойствами.

Практическая значимость работы. Разработана технология производства нового вида корундового жаростойкого бетона на силикат-натриевом композиционном вяжущем, определены оптимальные составы вяжущего и бетона с минимальным содержанием силиката натрия при высоком содержании огнеупорного составляющего - корунда, что обеспечивает возможность применения бетона при одностороннем нагреве до 1800 °С, при прочности изделий после сушки не менее 35 МПа и термической стойкости 16 - 17 воздушных и 8 - 9 водяных теплосмен. Определены оптимальные технологические параметры приготовления вяжущего и бетона, установлены режимы тепловой обработки изделий, их первого и последующего нагрева, установлены зависимости свойств жаростойкого бетона от состава и главных технологических параметров.

Внедрение результатов работы. Выпущена опытная партия изделий из разработанного корундового жаростойкого бетона на корунд-боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем в опытном промышленном цехе ЗАО «Опытное научно-производственное предприятие».

Разработанный корундовый жаростойкий бетон и фасонные бетонные блоки, полученные из него, были использованы для обмуровки камеры сгорания котлов ДКВР - 20/13 ОАО «Дагфос» г. Кизилюрт Республики Дагестан.

Результаты проведенных испытаний в промышленных условиях показали высокие эксплуатационные свойства корундового жаростойкого бетона на корунд-боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем. Применение этого вида жаростойкого бетона, взамен использующегося сегодня корундового жаростойкого бетона на жидком стекле позволит увеличить межремонтную кампанию тепловых агрегатов в 1,5-2 раза, а в сравнении с традиционными корундовыми огнеупорами снизить трудозатраты при ремонте печей и сроки ремонта, и также энергозатраты на единицу футеровочного материала за счет исключения обжига. Экономический эффект только от производства разработанного жаростойкого бетона взамен аналогичного бетона на жидком стекле составит более 500 руб. на 1 м3 изделий.

Работа внедрена в учебный процесс при чтении курсов по дисциплинам: «Материаловедение», «Технология специальных конструкционных материалов», «Теплоизоляционные и жаростойкие материалы» для студентов специальностей 270102, 2701090.

На защиту выносятся:

- теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения корунд-боксит-силикат-натриевого композиционного вяжущего (КБСНКВ) и корундового жаростойкого бетона на его основе с высоким содержанием А1203 и повышенными эксплуатационными свойствами;

- объяснение механизма приобретения клеящих свойств тонкодисперс-ного БСН и твердение системы на всех стадиях тепловой обработки;

- обоснование физико-химических явлений, происходящих в системе корунд-боксит-силикат-натрия в интервале температур 200 - 1800 °С и термомеханических свойств вяжущего в этом интервале температур;

- подбор рациональных составов вяжущего и жаростойкого бетона, технологические параметры приготовления бетонной смеси и формования изделий, режимы их сушки и первый нагрев;

- результаты исследований физико-механических, термомеханических и теплофизических свойств корундового жаростойкого бетона;

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на XXIV научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, г. Махачкала - 2003 г., на международных научно-технических конференциях «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», г. Пенза - 2003, 2004 г.г.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 10 опубликованных работах.

Заключение диссертация на тему "Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

3. Установлено, что при нагревании вяжущей композиции растворение зерен силиката натрия происходит наиболее интенсивно в интервале температур 80 - 90°С, что обеспечивает увеличение площади клеевых контактов. Последующее повышение температуры до 180 - 200 °С приводит к обезвоживанию системы и, как следствие, к ее упрочнению из-за резкого повышения когезионной прочности клеевых контактов.

4. На основе теоретических и экспериментальных исследований доказано, что управление основными свойствами композиционного вяжущего рационально осуществлять изменением следующих параметров: содержанием силиката натрия в композиции (14 - 16%), тонкостью помола компонентов (2000 - 3000 м2/г), количеством воды затворения (15 - 18 %), степенью уплотнения смеси.

5. Выявлены основные закономерности взаимодействия огнеупорных наполнителей и заполнителей с силикатом натрия при различных температурах. При отсутствии такого взаимодействия (например, корунд) термомеханические свойства композиции определяются главным образом образованием расплава силиката натрия и, следовательно, они не высоки. В интервале температур 600 - 800°С наблюдается резкое понижение прочности образцов из корунд-силикат-натриевой композиции. Определены возможности улучшения термомеханических свойств таких систем введением в композицию третьего компонента (например, боксита), способного при взаимодействии с силикатом натрия и корундом образовывать, начиная с 800 - 900 °С, огнеупорные соединения, а при высоких температурах (1200 - 1600 °С) обнаружено образование а - А1203 и муллита.

6. Высокая огнеупорность вяжущего на основе БСН позволила разработать корундовый жаростойкий бетон с максимальной температурой эксплуатации 1800 °С при использовании в качестве заполнителя электроплавленного корунда. При этом экспериментально подтверждена справедливость предложенных теоретических принципов плотной упаковки системы «порошкообразное безводное вяжущее - огнеупорный наполнитель - огнеупорный заполнитель», обеспечивающих контактное омоноличивание бетона.

8. Комплексные физико-химические, термомеханические, дилатометрические, теплофизические и др. исследования, а также изучение поведения изделий и конструкций из разработанного жаростойкого бетона в реальных условиях позволили качественно оценить эффективность их производства и применения в различных тепловых агрегатах с максимальной температурой эксплуатации 1800 °С.

9. Корундовый жаростойкий бетон на корунд-боксит-силикат-натриевом композиционном вяжущем прошел проверку в качестве футеровочного огнеупорного материала при обмуровке камеры сгорания котлов ДКВР - 20/13 с рабочей температурой 1500 - 1650 °С. При этом выявлена высокая эксплуатационная стойкость фасонных изделий из него, межремонтный срок тепловых агрегатов увеличивается в 1,5 - 2 раза. Подтвержденный экономический эффект только от производства разработанного жаростойкого бетона взамен аналогичного бетона на жидком о стекле составил более 500 руб. на 1 м изделий.

Библиография Порсуков, Артур Абдулмуслимович, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. А.с. 1701693 СССР, МКИ5 С04 В 28/24, 40/00. Способ изготовления безобжиговых огнеупоров/Б. Д.Тотурбиев, Ш.Д.Батырмурзаев. (СССР) //Открытия. Изобретения. -1991. -№ 48.

2. А.с. 1261926 СССР, МКИ4 С04 В 28/24. Смесь для жаростойкого бетона /Б.Д.Тотурбиев, Ю.П.Горлов (СССР) // Открытия. Изобретения. -1986.-№37.

3. А.с. 1715763 СССР, НКИ5 С04 В 28/26, 14/18. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий /Б. Д. Тотурбиев,

4. А.Мантуров и др. (СССР) // Открытия. Изобретения. -1992. -№ 8.

5. Ах. 1102785 СССР, МКИЗ С04 В 19/00. Бетонная смесь/Б.Д.Тотурбиев,

6. Ю.П.Горлов, А.Э.Ахмедханова, В.Н.Соков,

7. П.А.Дубовин (СССР) //Открытия. Изобретения. -1984. -№ 26.

8. А.с. 1174402 СССР, МКИ4 С04 В 14/02. Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий /Ю.П.Горлов, А.П.Меркин, И.А.Астахов, Б.Д.Тотурбиев, М.А.Бочаров (СССР) //Открытия. Изобретения. -1985. -№31.

9. А.с. 1520041 СССР МКИ4 С04 В 28/20. Сырьевая смесь для изготовления силикатных изделий /Б.Д.Тотурбиев, А.Ш.Шахаев (СССР) //Открытия. Изобретения. -1989. -№41.

10. А.с. 1418322 СССР, МКИ4 С04 В 28/08. Сырьевая смесь для поучения легкого жаростойкого бетона /Б.Д.Тотурбиев, Ю.А.Горлов, 1.М.Даитбеков (СССР) //Открытия. Изобретения. -1988. -№31.

11. А.с. 1011603 СССР МКИЗ С04 В 35/10, 15/00. Бетонная смесь. / Б.Д.Тотурбиев, А.М.Даитбеков, З.Т.Гусейнов, Э.И.Гусев (СССР) /Открытия. Изобретения. -1983. -№ 14.

12. А.с. 1645256 СССР, МКИ5 С04 В 28/24. Способ сушки и вывод-ш на рабочий режим тепловых агрегатов /Б.Д.Тотурбиев, Ю.П.Горлов, Т.А.Адамов, Ш.Б.Батырмурзаев (СССР) //Открытия, изобретения. -1991.-Ко 16.

13. А.с. 1828854 СССР МКИ5 С04 В 35/14, 28/26. Способ изготовления футеровки тепловых агрегатов /Б.Д.Тотурбиев, Ш.Д .Батырмурзаев, А.М.Даитбеков (СССР) //Открытия. Изобретения. —993. -№ 27.

14. А.с. 1557139 СССР МКИ5 С04 В 35/20. Шихта для изготовления форстеритовых огнеупоров /Б. Д Тотурбиев, A.M. Даитбеков,

15. А.Ш.Рамазанов, Ш.Д.Батырмурзаев (СССР) //Открытия. Изобретения. -1990. -№ 14.

16. А.с. 1507756 СССР МКИ5 С04 В 35/56. Способ изготовления двухслойного элемента /Б.Д.Тотурбиев, К.О.Габибов, В.В.Шалунов, Т.С.Щербаков, А.М.Даитбеков, Н.Г.Азаев (СССР)//Открытия. изобретения. -1989. -№ 34.

17. А.с. 1698218 СССР МКИ5 С04 В 28/20. Сырьевая смесь для изготовления стеновых строительных изделий / Б.Д.Тотурбиев, Э.К.Пашабеков, С.П.Ханукаев (СССР) //Открытия. Изобретения. 1991. -№ 46.

18. А.с. 1652317 СССР МКИ5 СО 4 В 38/08. Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона /Б. Д. Тотурбиев, М.Г.Чентемиров, Э.П.Горлов, А.П.Меркин, В.В.Жуков (СССР) //Открытия. Изобретения.-1991.-№20.

19. А.с. 1168537 СССР МКИ4 С04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетон/Б. Д.Тотурбиев, Ю.П.Горлов, Р.С.Щербаков, А.М.Даитбеков, Н.А.Дубовин, В.Л.Чеченов (СССР) //Открытия. Изобретения. -1985. -№ 27.

20. Адлер Ю.П., Грановский Ю.В. Обзор прикладных работ по планированию эксперимента. М.: Изд-во МТУ, 1967, 96 с.

21. Алыптуллер Б.А. и др. Туннельные печи из жаростойкого бетона и железобетона для обжига кирпича. Информационный листок. Бюро внедрения. М.: НИИЖБ, 1975.

22. Ахвердов И.Н. Основы функции бетона. -М. : Стройиздат, 1981. 464с.

23. Баженов Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов. -М.:Стройиздат, 1975, -268с.

24. Бекишев К.К. Крупноблочная бетонная футеровка вращающихся печей обжига клинкера белого портладцемента: Дис. . канд.техн.наук. -М., 1974. -137с.

25. Будников П.П., Хорошавин Л.Б. Огнеупорные бетоны на фосфатных связках. -М.Металлургия, 1971. -192с.

26. Будников П.П., Бережной А.С., Булавин А.И. и др. Технология керамики и огнеупоров. -М.:Стройиздат, 1962, 249с.

27. Буров В.Ю. Жаростойкие бетоны для футеровки зоны спекания цементных вращающихся печей: Автореф. дис. . д-ра.техн.наук.-1.,1994.-31с.

28. Виноградова Б.Н. Сырье для производство автоклавных силикатных бетонов. -М.:Стройиздат, 1966, -480с.

29. Воробьев В.А., Комар А.Г. Строительные материалы М.:Стройиздат, 1979, 475с.

30. Гершберг О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. -М.:Стройиздат, 1971,-359с.

31. Глинков М.А. Основы общей теории печей. М.: Металлургиз-дат, 1962.-575 с.

32. Горлов Ю.П. Лабораторный практикум по технологии теплоизоляционных материалов. М.: Высшая школа, 1982. - 239 с.

33. Горлов Ю.П., Буров В.Ю., Крашенинников B.C. Жаростойкие магнезитохромитовые бетоны на силикат-натриевом композиционном вяжущем // Вопросы ресурсосбережения в промышленности строительных материалов. -М.: МИСИ, 1989. -с. 15 5-171.

34. Гребенщиков И.В. Химическая реакция на поверхности силикатов и их значение для техники / Известия АН СССР. Отделение техн.наук. -1937. -№1.

35. Григорьев П.Н. Матвеев М.А. Растворимое стекло. М.: «Наука», Стройиздат, 1956. - 356 с.

36. Гузман И.Я. Высокоогнеупорная пористая керамика. -М.: Металлургия, 1971.-208с.

37. Джалилова Н.А. Исследование добавки порошкообразного силикатанатрия на свойства пропариваемого бетона: Автореф. Дис. Канд. техн.наук.-М., 1979.-20 с.

38. Жаростойкий бетон на основе композиций из природных и техногенных стекол/ Ю.П.Горлов, А.П.Меркин, М.И.Зейфман, Б.Д.Тотурбиев. -М.: Стройиздат, 1986.- 144с.

39. Житкевич Н.А. Бетон как огнестойкий строительный материал. ЛБ, 1903.-С.1-12.

40. Жуков В.В. «Основы стойкости бетона при действии повышенных и высоких температур». Автореф. дис. докт. техн. наук, М., 1981 -437с.

41. Жуков В.В., Гуляева В.Ф. «Исследование процесса образования и развития трещин в жаростойких бетонах при сушке и первом нагреве».- М., НИИЖБ, 1981. с. 83-88

42. Жуков В.В., Гуляева В.Ф. «Сушка и первый разогрев тепловых агрегатов из жаростойкого бетона», «Исследование в области жаростойкого бетона».-М.: Стройиздат, 1981.-е. 102-109

43. Жуков В.В. «Жаростойкие и обычные бетоны при действии повышенных и высоких температур». -М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1989. -95с.

44. Зажигаев Л.С., Кытьян А.А., Романцев Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат,1978, -230с.

45. Зализовский Е.В. Высокоглиноземистые цементы алюмотермического производства и бетоны на их основе: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М., 1975.-21с.

46. Зализовский Е.В. Применение жаростойких бетонов на высокоглиноземистом цементе алюмотермического производства в народном хозяйстве /Сб. Жаростойкие материалы и бетоны. Челябинск, 1978. :.67-82

47. Замятин С.Р., Пургин А.К., Хорошавин Л.Б. и др. «Огнеупорные бетоны». -М.: Металлургия, 1982. 192с.

48. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976, 377 с.

49. Инструкция по технологии приготовления жаростойких бетонов. СН156.79. М.: Стройиздат, 1979. - 40 с.

50. Исследования в области жаростойкого бетона. -М.: Госстрой СССР НИИЖБ, 1981.-199 с.49. «Исследование и опыт применения жаростойких бетонов. Обзор по материалам международного симпозиума». -М.:ЦНИИС, 1974. -41с.

51. Кавамуро Д. и др. «Влияние зернового состава на свойства огнеупорного бетона». Перевод с японского "Ere kekaiou", 1977, т.85, №979, с. 101-110.

52. Калинина A.M. В кн.: Материалы всесоюзн. совещ. по химии и технологии глинозема. Новосибирск, Изд-во АН СССР, 1960, с.5-14 с ил.

53. Калинина A.M. В кн.: Химия и технология глинозема. Новосибирск, «Наука», 1971, с.360-369.

54. Карклит А.К. Потребность в огнеупорах для черной металлургии. Огнеупоры, 1982, №4, с. 57-58.

55. Карпинос Д.М., Грошева В.М., Пилиновский Ю.Л. Огнеупоры, 38 (1973) ,№2, с. 56-57.

56. Карякин Л.И. Петрография огнеупоров. Харьков: Металлургия, 1962. -814 с.

57. Ким А. Г. Дифференциальный дилатометр. Авт. свид. № 354333. Бюллетень изобретения, промышленные образцы и товарные знаки № 30, 1972.57. .Кингери У.Д. Измерения при высоких температурах. -М. : Металлургиздат, 1960.

58. Кирилишин В.П. Кремнебетон. -Киев.: Буд1вельник, 1975.

59. Колокольников B.C. Технология бетонных и железобетонных изделий. -М.: Высшая школа, 1970. -392с.

60. Копейкин В.А. Некоторые вопросы химии и технологии фасфатных материалов. В кн. Технология и свойства фосфатных материалов. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. - М: Стройиздат, 1974. - с.4-17.

61. Коренькова С.Ф., Хлыстов А.И., Шенна Т.В. Применение жаростойкого бетона на основе силикатно-натриевого композиционного зяжущего/ Бетон и железобетон.-1992,- №9.-С.4-7.

62. Куколев Г.В. Химия, керамика и физическая химия силикатов. -М: Высшая школа, 1966. -463с.

63. Кукуй С.М. Исследования технологии и свойств высоко глиноземистых цементов, получаемых из алютермических шлаков в электродуговой печи: Дис. канд.техн.наук. -М., 1974. -163с.

64. Кулишова Р.С. Исследования производства и применения жаростойких бетонов и конструкций из них: Дис. канд.техн.наук. -М, 1973.

65. Лагойда А.В. Прогнозирование прочности бетона при повышенных температурах выдерживания/ Бетон и железобетон,- 1994,- № 4.: с. 11-13.

66. Лайнер А.И., Еремин Н.И., Лайнер Ю.А. и др. Производство глинозема, М.: Металлургия, 1978. -334с.

67. Лютикова Т.А, Высокоглиноземистый цемент специального назначения из шламов органического синтеза: Дис. . канд.техн.наук. -Днепропетровск, 1979. -23с.

68. Майер. Растворимое стекло. Изд-во «Корона», 1959. 20 с.

69. Материалы совещания о крупноблочной футеровке цементных вращающихся печей. -М.: Главтепломонтаж, 19 ноября 1975.

70. Медведев В.М., Батраков В.Г. Кислотостойкие композиции на основе порошкообразного щелочного силиката /Коррозия бетона в агрессивных средах. ~М., 1971.

71. Мельников Ф.И. Жаростойкие бетоны на основе высокоглиноземистого цемента/ Сб. Жаростойкий бетон и железобетон в строительстве. -М., 1966. С.34-44.

72. Методические указания. Материалы твердые. Определение характеристик теплового расширения с помощью кварцевого дилатометра. Общие положения МИ 417-83. М., Изд-во стандартов, 1984.

73. Налимов В.В. Применение математической статистики при анализе веществ. М.э Физматиз, I960, - 430 с.

74. Некрасов К.Д. Состояние и перспективы развития научных исследований жаростойкого бетона. М.: Стройиздат, 1981, с. 14-31.

75. Некрасов К.Д. «Жароупорный бетон». М.: Промстройиздат, 1957. -284с.

76. Некрасов К.Д., Тарасова А.П. «Жаростойкий бетон на портландцементе». М:Стройиздат, 1969. - 192с.

77. Некрасов К.Д., Масленникова М.Г. «Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях».-М.: Стройиздат, 1982. -152с.

78. Некрасов К.Д., Тарасова А.П. «Жаростойкие бетоны на жидком стекле с различными добавками». В сб. Жаростойкий бетон, НИИЖБ, М., 1964. -12с.

79. Некрасов К.Д., Тарасова А.П. «Новое, в исследование жаростойких химически стойких бетонов на жидком стекле». В сб. Жаростойкий бетон и железобетон в строительстве. НИИЖБ. -М.: Стройиздат, 1961.

80. Некрасов К.Д., Жуков В.В., Гуляева В.Ф. «Тяжелый бетон в условиях повышенных температур. -М.:Стройиздат, 1972. 128с.

81. Некрасов К.Д. «Технология и применение жаростойких бетонов». Известия АН СССР. Неорганические материалы, т.20, №6, М.,1984.

82. Немец И.К., Добровольский Г.Б. Новая технология производства огнеупорных материалов. -Киев: 1968.62с.

83. Новое в технологии жаростойких бетонов/Под ред. К.Д.Некрасова. -М: НИИЖБ Госстроя СССР, 1981.-1 Юс.

84. Опыт применения жаростойких бетонов в промышленности и строительстве Материалы республиканской конференции Днепропетровск, 1978.

85. Орлова И.Г.ДА. Дегтярева, И.С. Кайнарский.-0гнеупоры,40 (1975), №6, с. 39-44.

86. Отрепьев В.А., Путляев И.Е. и др. Кислотостойкие бетоны на активных заполнителях и модифицированном вяжущем/ Бетон и железобетон,- 1978.-№ 8.- с.8

87. Панферов В.М. О конструкционной прочности огнеупоров в каупере с учетом воздушного давления. -М : НИИМеханики МГУ,- 1968. № 869. -121с.

88. Панферов В.М. К вопросу о конструкционной термопрочности и долговечности работы огнеупорных материалов в Каупере. М.: НИИМеханики МГУ. - 1967. - № 666. -85с

89. Паркус Г. Неустановившиеся температурные напряжения /Пер. с нем. -М. : Физматгиз, 1963. -252с.

90. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская ЕА. Вяжущие материалы. -Киев.: Вища школа, 1975. 440с.

91. Пивоваров А.Д. Исследование и разработка технологии карбид-кремниевых капселей. Огнеупоры. 1978. №4. -С. 10-13.

92. Ползучесть и возраст/ Сб. переводных статей с анг. М. : 1961. - 41 Ос.

93. Применение жаростойких бетонов в элементах футеровки зажигательного горна агломерационных машин. Дагестанскиймежотраслевой территориальный ЦНТИ. информационный листок НТД № 90-7, серия 3.67.09.02. Махачкала 1990.

94. Ржаницын А.Р. Теория ползучести. -М.: Стройиздат, 1968.- 218с.

95. Руксби Х.П. В кн.: Рентгеновские методы изучения структуры глинистых минералов. М., «Мир», 1965, с. 405-451.

96. Рыжов И.В., Толстой B.C. «Физико-химические основы формирования свойств смесей с жидким стеклом». Изд.Харьковского университета, 1975. -136с.

97. Солоденников Л.Д., Некрасов К.Д. «Жаростойкие бетоны в строительстве. Бетон и железобетон». 1980. № 4 с.7-9.

98. Соломин Н.В. "Проблемы прочности", 1979, № 9, с.25.

99. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема. М., «Металургия», 1970. 318с. с ил.

100. Стрелов К.К. Структура и свойства огнеупоров. -М. : Металлургия, 1982.-208с.

101. Струмилин С.Г. О критериях оптимального планирования. М.,1. Экономика, 1974, с.

102. Сычев М.М. «Твердение вяжущих средств». Л.: Стройиздат. 1974. -358с.

103. Тарасова А.П. Жаростойкие вяжущие на жидком стекле и бетоны на их основе. -М.: Стройиздат, 1982. -130с.

104. Технология изготовления жаростойких бетонов. Н.-и. Т38 ин-т железобетона. -М.: Стройиздат, 1991. -64с. Справ. Пособие к СНИП.

105. Тотурбиев Б.Д. Бесцементные жаростойкие бетоны на силикат-натриевых композиционных вяжущих /Бетон и железобетон. -1986. № 1. -С.35-36.

106. Тотурбиев Б.Д. Бесцементные строительные материлы / Жилищное строительство. -1985. -№ 9. С.26-27.

107. Тотурбиев Б. Д. Жаростойкие бетоны на силикат-натриевом композиционном вяжущем: Дис. д-ра.техн.наук. -М., 1987.421с.

108. Тотурбиев Б.Д., Мантуров З.Д. Оптимизации грансостава жаростойкого бетона на безводном силикате натрия// Геология твердых полезных ископаемых Дагестана/Тр.ИГ Даг.ФАН СССР, 1990. Вып.42. -С.139-146.

109. Тотурбиев Б,Д., Мантуров З.А. Полукислый шамотный жаростойкий бетон с использованием местного сырья/Информационный листок. -Махачкала, 1994.-№ 38-94.

110. Тотурбиев Б.Д. Огнеупорный бетон на высокоглиноземистом вяжущем: Дис. канд.техн.наук. -М., 1977. -175с.

111. Тотурбиев Б.Д. Силикат-натриевые композиции для жаростойких бетонов/Бетон и железобетон. -1985. -№ 10. -С.5-7.

112. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. -М.: Стройиздат, 1988. -208с.

113. Федотьев К.М. В кн.: Академику Д.С. Белянкину к 70-летию со дня рождения. М., Изд-во АН СССР, 1946, с.484-491.

114. Хара К., Косэяма С, Водостойкие и кислотостойкие огнеупорные бетоны / Перевод с японского языка статья из журнала «Тайкабуцу», 1975, т.27, №209, с. 256-261.

115. Шмигальский В.Н. Виброуплотнение и контроль качества смесей и бетонов. Новосибирск. 1966.- 108с.

116. Szombath i, Z.: Epitoanyag 22 (1970) H. 12, S. 477-480.

117. Anonym: Glass Ind. 49 (1968) H. 2,J. 86-88.

118. Brewer I., Searcy A. «Journ. Amer. Chem. Soc.», 1951, v.73, p.5308-5315.

119. Brewn I., Clark D., Elliot W. «Journ. Chem. Soc.», 1953, № 1, p.84-88.

120. Sato T. -«J. of applied chem.», v.9, p. 6-10.

121. Hemser O., Rielk G. «Naturwissenschaften», 1957, t.44, №66 S. 331340.

122. Saaelferd H. «Z. fur Kristallographie», 1959, Bd 112, S. 588.

123. Ginsburg H., Hutting W., Strunk-Lichteuberg G. «Z. fur anorg und allg. Chem.», 1957, Bd 293, H 1-2, a. 33-46.

124. Routschka U., Majdic A. : GEK-Technik 23(1972), -S. 349-442.

125. Kiehl J.P. Valentin G. Beitraq zun Studium der Temperturwechelbestandiqkeit feuerfester Erzenqnisse. "Deutsche Keramishe Gesellschaft Berichte", V43, №1, pp. 43-45.

126. Braun M., Majdic A. Temperture limite d'btilisation des betons refractaires. Societe Francaise de Ceramique Bulletin; 1978 №119, p. 19-28.

Похожие работы

Строительство
05.23.00