автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Малоцементные композиции на основе модифицированных связующих

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЁХНОЙОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени ЛЕНСОВЕТА

Уч.У 8224 Для служебного пользования

На правах рукописи Экз.М-я^

КАЛАЕАЕВА Гульнара Шурвновна

Шсс^

щоцшш композиции на основа

МОДИФИЦИРОВАННЫХ СВЯЗУЮЩИХ

Специальность 05.17.И - Технология силикатных

и тугоплавких неметаллических материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград Г991

Работа выполнена на кафедре химической технологии неорганических, полимерных связующих и композиционных материалов Ленинградского технологического института имени Ленсовета.

Научный руководите-ть:

кандидат технических наук, ЗОЗУЛЯ

доаент Швел Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, ЕГОРОВ

профессор Георгий Борисович

кандидат технических наук, ШЩЫМ

с.и.о. Александр Александрович

■ Ведущая организация: Научно-исследовательский

институт Гшроцеыэкг, Ленинград

'

Защита диссертации состоится " " х$Э1 г.

в часов на заседании специализированного совета

К.063.25.06 в ЛанЕНградскоы технологическом института теш Ленсовета по адресу: 198013, Ленинград, Загородный пр., д.49.

С диссертацией могшо ознакомиться в библиотеке ЛЗИ ш.Ленсовета. ...

• Отзыв и замечания.в I экз., гавереьяне гербовой печатью, просим направлять по адресу: 198013, Ленинград, Загородный пр., д.49, ЛГИ нм.ЛеЕсовэта, Ученый Совет.

Автореферат разослан " й 1991

Ученый секретарь специализированного Согзта^ И.А.Туркин

Актуальность работы. Малоцементшш материалами являются композиция а предельно низким содержанием свдзую-щего. К ним относятся формовочные и сгеряневыо смеси, железорудные окатыш, огнеупорные .и другие материалы.

Данная работа посвящена разработке модифицированных цементных связующих для формовочных смесей литейного производства. Роль связующего в таких композициях сводится г- склеиванию зерен наполните ля и приданию смесям необходимой прочности вначале в сыром, а затем в отверзденном состоянии, как правило, в возрасте до I суток. Содержание связующего в формовочных и стержневых смесях должно быть минимальным, ооеспечквать возможность придания необходимой конфигурации изделиям в процесса формования и легкую выбиваемость формы после ее заливка металлом.

Среда многообразных связумих, применяемых в литейной технологии, достаточно широкое применение имеют цементы. Целесообразность использования цементных вяжущих в малоцементных формовочных смесях определяется возможностью твердения материалов на их основе без тепловой обработки, нетоксичностью, хорошей уплогняемостью. Однако композиционные материалы на основе цементов имеют и рад недостатков, главный из которых - замедленный набор прочности. Наиболее перспективными направлениями уотренения этого недостатка являются физико-механические, химические и физико-химические методы активации, а также создание специальных цементов,

В связи о вышеизложенным разработка составов модифицированных быстрогвердекшх связующих является актуальной ' для малоцеыеятяых композиционных материалов задачей.

Работа выполнялась в соответствии о координационным планом Ы СССР "Коллоидная химия и физико -химическая механика" п.2.16.2.3 "Разработка истодов активации твердони^ цементов и бетонов".

Цель работы. Целью работе явилась разработка составов связующих для иалоцементных м^тьриалов (литейных формовочных з стержневых смесей) на основа модифицированного порт-

ландцементного, а также высокожелезистого клинкеров"!

В соответствия с поставленной целью решались следующие основные задачи:

- разработка и оптимизация состава связующего на основе портландаементного клинкера, модифицированного карбонатными и кремнеземистыми добавками, применительно к малоцементным материалам;

~ изучение особенностей гдцратообразованкя в системе портландцемент - карбонат кальция - кварц - хлорид кальция;

- нее здование Газообразования в модельных мономине-ральшсс системах СдА - СаСОд, С^АБ - СаСОд;

- термодинамический анализ реакций гидратообразования в твердеющие цеыенгша композициях;

- полт'ениа специального высокожелезястого связующего дай ыалоцеыентных штериалов;

- разработка составов мадоцемантяшс формовочных смесей на основе модифицированных портландцеыектного а высошке-лезиетого связующих;

- исследование поведения маяоцеменгных материалов при термическом воздействии ("а примере-литейных формовочных смесей).

Натчная новизна. На основании физико-хишчаских исследований продуктов ранней гидратации связующей композиции на ьонове модифицированного портландаементного клинкера, а также юноминералъных композиций СдА - СаСОд, О^АР - СаСОд установлено изменение характера фазообразования на ранней стадии гидратации алшинатной и алшоферригной фаз портландцементного клинкера в присутствии карбонатного компонента:

- образование гидрокарбоалюминатного соединения состава ЗСаО • А1203 • СаСОд- П!^ О и предположительно его железистого аналога гидрокарбоферрита кальция ЗСаО -Ре203•СаСОд•ИН20 на ранней стада гидратации;

- стабилизация в присутствии карбонатного компонента гексагональных гидрокарбоалшината и гидрокарбоферрита

халадия, "что препятствует переходу пластинчатых гвдратов в кубические мщроалюмннаты и гидрофврриты кальция.

Разработаны состав и определены условия синтеза высокожелезистого связующего для малоцементных материалов, •характеризующегося ускоренным твердо каем.

Практическая/ценность работы.

1. Разработано модифицированное портлавдцемзнтное оляз^ющеа, дозволяющее экономить до 20$ клинкера при замене его комплексной тонкс. .ологой добавкой, содержащей карбонатный и кремнеземистый компоненты,

2. Разработаны составы малоцементных формовочных материалов на основе модифицированного яортландцементного клинкера и высокожелезистого цемента. Показана возможность сокращения времени упрочения фотшовочннх смесей на основе модифицированных'связующих.

3* Показана возможность снижения концентрации связующего в формовочных смесях на основе модифицированного портлаяддемеятвого клинкера до 8%, что способствует улучшению выбиваемости смеси. Это водтверадается характером термических деформаций в системе а изменением высокотемпературной механической прочности формовочных смесей на модифицированном портландцементном овяэущем.

4. Прошла лабораторное опробование ва Ихоре кг ч заводе . малоцементная формовочная сыеоь на модифицированном портландцементном связующем.

5. По материалам разработки выоокожелезистого цемента получено положительное решение о выдаче авторского свидетельства по заявке » 4735?Т8/0Я/095852 от 11.07,89.

Дпробаэдя работы. Основные положения диссертационно*» работы доложены ва X научных чтениях "Фун-аыентальные исследования и новые технологии .з строительном материалов -дении" {Белгород, 1989); 17 конференции молодо ученых и специалистов "Молодые ученые - отрасли строительных материалов" (Белгород, 1989); Всесоюзном научно-техническом совещании "Исследование и применение вяжущих для изготовления огнеупоров" (Свердловск, 1990),

Публикации. По результатам исследования опубликовано четыре печатные работы, получено положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

Объем табога. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного.текста, содержит 34 рисунка" и 25 таблиц, состоит из введения, 5 глав, основных выводов и списка литературы, содержащего 122 наименования работ советских и зарубежных авторов, приложений.

ШГШСИ«МКЩ1Я' ТВЕРДЕНИЯ путем мшнахивннзкой АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ связуищаго

Одним из способов ускорения твердения цементных формовочных смесей является увеличение тонкости помола связующего. Исследовано влияние способа помола, удельной поверхности, гранулометрии цементного связующего на прочностные свойства формовочных и стержневых смесей. Помол порглацд-цементного клинкера осуществлялся в-паровой мельнице и виброистирателе, для сравнения использован бездобавочкый портландцемент промышленного помола. На лазерном грануло-метре получены данные о распределении частиц по размерам.

Цементы, измельченный различными способами, характеризующиеся по данным полного гранулометрического и петрографического анализов практически совпадающими кривыми распределения и средним размером частиц (табл.1, составы 3, 4), резко различаются по значениям удельной поверхности, определяемой по методу воздухопроницаемости, и по прочностным характеристикам ш раннем этапе твердения. Изменение прочностных характеристик обусловлено различной формой частиц связующего, образующихся при различных способах помола, и эффектом ывханохимичэской активации' поверхности частиц. По данным электронно-микроскопического анализа поверхность частиц клинкерных минералов при вибропомоле амортизирована - практически не наблюдается целых кристаллов, в случае шарового помола на поверхности частиц наблюдаются незначительные выколки.

Полученные результаты.свидетельствуют о вакной роли

- ? -

способа измельчения связувдего в формировании механических свойств малоцементных: материалов. Вяброломол способствует ускорению твердения малоцементных смесей за счет механо-химической активации поверхности цементного связующего.

Таблица I

Зависимость прочности формовочной смеси от удельной поверхности цемента и способа его поыола

» Удельная поверхность, м2/хсг Способ измелъ-' чения Средний размер частиц, шм • Предел прочности при сжатии, МПа, в возрасте I сут.

I 665 вибропомол 1,4

2 680 1,6

3 710 15-18 1,8

4 388 шаровой лабораторный по- ИОЛ 15-18 0,9

5 389 шаровой промышленный помол 23-25 0,7

С увеличением удельной поверхности связующего прочность шлопементной композиции может быть сущэствьдно повышена. Исходя из требований, ж скорости набора прочности а предела прочности в возрасте I сут твердеяп/1 значение удельной поверхности связующего таких калоцеиентных композиций как литейные формовочные смеси должно быть не менее 400 м2/кг. с целью идтени^шсации процессов твердения и получения формовочных смесей с высокими прочностгоши покч-зателям^. в возраста 10-12 чао слодуе/ стг чштьая к применению связувдего, характерпзу! дагооя удельной поверхнос ъю в диапазоне 600-700 и2/кг. •

о

РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОРТЛАНДЦЫ,1ЕНТНОГО

СВЯЗУЮЩЕГО ДНЯ ГШОЦШЕНТНЫХ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ

С целью улучшения свойств малоцементных формовочных материалов на основе портландцемента исследована возможность получения портландцементного связующего, модифицированного добавками карбонатного и кремнеземистого типа. Интерес к этим добавкам обусловлен возможностью улучшения разупрочения смесей и снижения содержания доли активного связующего, их доступностью, низкой стоимостью.

Из литературных данных известно о положительном действии добавок карбонатного типа на формирование цементного камня, однако сведения об их влиянии на раннюю гидратацию в возрасте до I суток в литературе отсутствуют. Кварцевый компонент, исходя из литературных источников, чаща всего рассматривается как инертный наполнитель, не .принимающий заметного участия в фазообразовании, во всяком случае на раннем этапе твердения, однако в последнее время эти утверждения оспариваются.

Дисперсность использованных карбонатной и кремнезе-\ мистой добавок соответствовала дисперсности .цемента, ос-

новная фракция - 10-20 мкм. В качестве карбонатного компонента применялись тонкодисперсные порошки реш..ивного карбоната кальция,, мела и мрамора, а в качестве кремнеземистого компонента - аэросил и кварц. .

• Исследовала активность на ранней стадии твердения (I сут) вяжущей композиции при замене части портландце-ментного клинкера на указанные компоненты. Содержание замененной части клинкера карбонатной шш кремнеземистой добавкой варьировалось от 0 до 50$. Действие добавок изучено как при раздельном, гак и при совместном их введении в цементную систему (рис.1). Соотношение карбонатной и кремнеземистой добавок при комплексном их использовании принималось равным 1:1, 1:2, 2:1. Замена до 20$ клинкера добавками, исключая случай введения кварца, не приводит к снижению активности вяаущей композиции. Прочностные характеристики связушей композиции с карбонатом кальция или

комплексной добавкой карбоната с кварцем во все сроки твердения до I суток не уступают бездобавочным составам.

Зависимость активности связующего от содержания модифицирующих добавок

АНЬ

35,0 30,0 25,0 -¿0,0

<00 80 клинкер

в ЛРисутст&ии СаС£2(з%)

карбонат кальция г-кварц

5-нар5оцат какьция ♦ кварц (<:•()

5- —

60 40 . % Золовка -—-

Рис.Г

В результате опенки прочностных характеристик малоцементных формовочных материалов на основе портлаздцементно-го клинкера выявилась необходимость применения интенсифи-катора набора прочности, в качестве которого в дальнейшем использовался хлорид кальция.

Из рассмотренных составов оптимртышми являются составы композиций с содерканием 2С# добавки карбоната каль -дня или комплексной добавки карбоната о кварцем, активность которых в суточном возраите в присутствии хлорида кальция составила соответственно 34,5 я 36,5 кОа (активность контрольного образца - 35,0 М"*).

физико-химическими исслв^ог^ниями продуктов суточной гидратации связующей композиции на основе модифицирована»-

го портландцементного клинкера показано, что карбонат кальция и кварц не являются инертными добавками. Дифференциально-термический и рэнтгенофазовый анализы цементного камня свидетельствуют об ускорении гидратации клинкерных минералов. По данным петрографического анализа и ДТА отме~. чено повышение количества гидро силикат ной фазы.

В присутствии карбоната кальция наблкдается отсутствие на дифрактограммах кубического гидроалюшшата и гидро-феррята кадцая и образование гядрокарбоалкшната кальция, что свидетельствует об изменении характера гидратации алю-мянатной и алшоферригной фаз.

Электронно-микроскопический анализ показал, что тас-роструктура образцов цементного камня контрольного и ыоди-' фицированного минеральными добавками существенно различна. При введ-;в систему добавок наблюдается более закристаллизованная структура гелеввдной составляющей, особенно заметное при эведешк карбоната кальция, такае наблюдается обрастание кристаллов кальцита пластинчатыми и слабоза-кристаллизовашшьш соединениями, что свидетельствует о направленном фазообразовании на поверхности карбонатной добавки.

ОСОБЕННОСТИ ГИДРАТАЦИИ АЛШИНАТНОЙ И АЖМОФЕРРИТНОЙ ФАЗ КЛИНКЕРА В ИРИСУТ- .

СТЕИИ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ

Учитывая изменения характера гидратации алдаосодерза-щих составляющих в модифицированной цементной композиции, а также их родь в формировании начальной прочности цементного камня исследовано влияние добавки' карбоната кальция на активность и гидратацию трехкальциевого алюмината и чв~ ' тырехкаяьциевого алшоферрита. Изменения прочности цементного камня на основе ыоношнеральных композишй в присутствии карбонатного комлонента приведены в таблице 2.

Добавка карбоната кальция к алюмянатным клинкерным минералам приводит к значительному увеличению активности уже в суточном возрасте. Продукты твердения изучены с ис-

пользованием дифференциально-термического, рентгенофазово-го, инфракрасно-спектрального анализов (рис.2, 3). Указанные метода анализа показали, "что карбонат кальция изменяет •характер гидратации С^А и С^АЕ. Установлено наличие в продуктах суточной гидратации алюмината и ашиоферрдта кальция в присутствии карбонатного компонента гидрокарбоалюми-нага кальция состава ЗСаО-А^Оз-СаСОд-ПНзО и почти полное отсутствие кубического гвдроалкшната ЗСаО-АГ^Оз'бНзО и гидроферрита калэдия ЗСаО'РвзОд-б^О, которые являются типичными продуктами гидратации боздобавочиых минералов.

Таблица 2

Влияние карбонатного компонента на активность алюмосодержащих фазопа составляющих портланд-цомепгкого клинкера

Композиция, ма.о.% Предел прочности на сжатие, МПа, в возраста I сут

С3А с4ар СаСОд

100 _. ' 0,5 ' 0,6

80 ■ ■ - . 20 • . 0,5 11,5 '"

- . 100 - . 0,4 . '. ' 3,0 . .'

— 80 ■ 20 .' 0,4 29,8 ' '

Фазовые изменения в системах шяскйкат' (алтаофэррнт) -карбонат кальция уже па ранней екдал гидратация в литера-. туре ранее не были отмечены. Набякдаемкё особенности фазо-*вых изменений продуктов гидратации гшг.«шагов и вж&офер-ритов кальция объясняют особегпгостя яашнзшгя прочпостшзх,, характеристик композиций: минерал —' кар^огактал' добавка, а также модифицированных портдавдеместтк ст'гз^ших.

Методом совместной гидратация в сусдаазЕЯ била синтезированы гидроалкшнат, гидрокарбсалгшшаг, гидрофэррзт и гидрокарбофвррит кальция. 'По данями пзтрографичоокого ака-лиза в системе С^АР - СаС03 наряду о гвдрокарбегтшатом, по-видимому, образуется и гидрокарбефоррпг кальаиа. Новообразование отличается от гвдроглрбоалзмияата кальция боль-

ДВРИВАТОГРАММЫ

ыон оштегральных • ■кощюзигщйМ сут

синтезированных продуктов

А. 2.

I - СдА; 2 - СдА + СаС03' 3 - С^; 4 - С4АР + СаС03

i 2

3

4

м

I

1 - гидроалшинат кальция (СдАН^)

2 - гидрокарбоалкминат кальция (СзА'СаСО^'Н-^^

3 - гидрофэррит кальция (С3Ш5)

4 - г: -(

Рие.2

юкарбоалшофэррит кальция Р,А1 'СаСО-^Й^р

рентгеновск и е ДИФРАКТОГРАММ-Н

ыономинеральных композиций, X сут

синтезированных

продуктов

а

V й: V

Д

« -1

. 4

I - СзА; 2'- С3А + СаС03 3 - С4АР; , 4 - С4АР + СаС03

А - СЦАН,, СяРНб; О-

3 Ь * Рис.31

со

¿О" В *]

| ■ Г ■■ I_1_1—I—1—!—1—I—

50 ¡0 10 В 0 1лРввЗ

I - СзАНб; 2 - СзА'СаСОз'%

4 - СзСад-СаСОз'Нх!

.СзА-СаС0з-Нп, СзР'СаС0з'Дп

шим показателем светопреломления Лл = 1,645-1,650, М-р = » 1,537-1,545 (у TKAK^j = 1,554, tcf = 1,532) и окрашено в келтоватый цвет.

Продукты синтеза в суспензии обкарукены и -при гидратации мономинеральных: композиций в возрасте до I суг твердения, что свидетельствует об изменении характера фазооб-разования в системе С^А (С^АБ) - СаСОд уже в начальной стадии гидратации (рис.2, 3).

Характерно, что в процессе синтеза образуются гексагональные формы карбоалмшнага и карбофэррита кальция и не наблюдается фазовый юс переход в кубические разновидности кристаллогидратов, т.е. присутствие карбоната кальция в системе способствует стабилизации гексагональных карбо-сэединешй.

Рассмотрены 12 схем (Газообразования алкшнатной и алшоферритной фаз в присутствии карбоната кальция. Проведен термодинамический анализ возможности протекания реакций образования в рассматриваемых системах карбоашлофер-ригных гидратов., . •

;МАЛ(ЩШШШЕ;5»РМ0ВСЯШЕ МАТ5РИАШ Нй. • ОСНОВЕ МОДИФИШРОВАШОГО ЦОМДАЩЙШТКОГО.

• .' СВЯЗШЦЕГО :.

Разработки, составов ы'алоцементных формовочных материалов. велась С ■использованием портландцементного связующего, Модифицированного карбонатом кальция или комплексной добавкой карбоната с кремнеземом .(в 'количестве 20$ от массы клинкера). Во всех составах смесей в качество ускорителя твердения присутствовал хлорид калыщя.

Содёряашш вякутдего в составе формовочной смеси варьировалось в^количестве от 8 до 12 мас.ч.

Формовочные смеси на основе цементно-карбонатного связующего характеризовались более низкой остаточной прочностью, чем смеси на основе цементно-кремнезеыистого связующего, что объясняется термическим разложением карбоната кальция, разрыхлением структуры спека и повышением ту- .

гоплавкосги системы в случае введения кальцийкарбонатного компонента и напротив интенсификацией процесса спекания при понижении степени основности тонкодисперсного компонента формовочной смеси в случае использования в качестве модифицирующей добавки кварцевого компонента.

Исходя из требований, предъявляемых к литейным формовочным смесям, оптимальной из рассмотренных составов смесей является область с содержанием в малоцементной формовочной смеси сверх 100 мас.ч. огнеупорного наполнителя 10 мас.ч. модифицированного карбонатной или комплексной добавкой карбоната с кварцем связующего (в г.ч. 8'мас.ч. цемента), 0,25 мас.ч. хлорида калмягя. Соотношение карбоната кальция к кварцу = 1:1.

Свойства разработанной формовочной смеса: прочность при сжатии через 1ч- 0,05 МПа,' через 3 ч - 0,17 МПа, через 24 ч - 1,7 МПа, остаточная прочность - 0,2 МПа, газопроницаемость 170 ед., осыпаемость -через 24 ч - 0,15$, влажность г 5,6/5, глзучесть - 20-30 мин.

Использование в иалоцеУ.антной формовочной смеси модифицированного портлащщементного .связующего позволяет снизить количество цемента до Ь%. Традиционное содержание цемента в формовочных смоспх"- не мэяг.о 10%. ' '.

При содержании 12 мас.ч. уодефпцарованного связувде-го (в т.ч. 8~ мас.ч. цемента) Еоа?йо:шо сокращение времени отверждения формовочной cvsch с 24 до 12 час..

Разработанный состав каяонег.-еятноП-фэр:опочцой саосз •на основа модифицированного портлшцда^г'пгиого сгязующего, прошел лабораторное опробовали г:д Пяорском саьодэ. Результаты испытаний показали, что фор;!овоч:тая £?*.ост> с применением в качестве связующего тодггфгошрсз&г->го портяанд-цементного вянущего по своим протезе л технологическим свойствам отвечает требованиям, дродаяЕтладпи к формовочным смесям в литейном произзодствп.

СИНТЕЗИРОВАННОЕ ШСОКШЕЯЕЗИСТОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ МАВДШШНЬК ФОШОВОЧШХ МАТЕРИАЛОВ

С целью изыскания возможности ускорения твердения и цоьышения прочности малоцементных композиций синтезировано специальное высокожелезистое связующее. Известно о применении внсокожеле злотого цемента для окомкования железорудных окатышей, характерной особенностью такого свяэувде-го является способность быстро твердеть и достигать прак-• тэтески максимальной прочности в первые сутки твердения.

Синтезированное эысокояелезистое овязующее представляет ообой продукт тонкого помола до удельной поверхности 400-500 м2/хг высокожелеэиогого клинкера» полученного дутом спекания при температуре 1080-1150°С о изотермической ввдёражой 4 часа сырьевой шихты, составленной из карбоната калкмя и оксида железа, взятых в стехиометрическом соотношении на получение дэухкалышевого феррита с некоторым избытком свободного оксида кальция. Фазовый состав высокожелезистого связующего по данным петрографии и рентгено-фазового анализа представлен 95-38$ ферритов кальция и . , 2-5/6 весвязашюго. оксида диишщя.:

Отличительной особенностью синтезированного высоко^ железистого, сйяэующего ат известных является содержание в «> нем свободного оксйда кальция, который активизирует тавр- .,

дение на раннем этапе, способствует.снижению содержания физической влаги в, таердешшх "формовочных смесях и улучшению 'выбяваемости. ' ' .

Активность синтезированного-высокожелезистого связующего. в суточном возрасте составляет 9-11 МПа, водопотреб-ность 48$,.' сроки схватывания: начало 3-5 мин, конец 5-7 мин. ЖивучесТь форШовочной сыеси на основе полученного . связующего. 20-30 мин.

Оптимальный состав формовочной смеси на основе высо-кожелевистого связующего и его технологические свойства приведены в таблице 3. Условия твердения образцов формо-вочной"смэоя: I сутки на воздухе или 0,5-2 часа на воздухе о прсдедувдей тепловой сушкой при 80-100°С.

Таблица 3

Состав смеси Содержание компонентов, мас.ч.

Кварцевый песок 100

Бнсокояелезястое свя-

зующее 9-10

ЛигносулкЬонат кальция

технический (в пере-

счете на сухое вещест- _

во) 0,04-0,05

Вода 6-7-

Свойства формовочной

смеси

Прочность на сяатиэ, Мш,

через 2 ч 0,4.-0,5

2 ч + сушка .0,8-1,0

24 ч - .0,7-0,9.

Живучесть, млн . . .' • ■ 20-30

Влажность, $ 0,4-0,5 - \ ,

Остаточная прочность ^ . * '

после прогрева до 0,1-0,2' '

800°С, ЙПа

' Газопроницаемость, ед. 120-130

Осыпаемость, % ■ 3,0-3,2

^ЗИК0-ХИНИЧЭСКЫ.Я ИССЛ9Д0'£аЯК.!ШТ продуктов -'твердения высокоаелезистого связующего устчповдзн-о, "тс проч-' ность формовочных смесей на его о свозе обусловлен?. продуктами гидратации высокожелезистого'сЕяпу^^зго.- гядрофэрри-т&чн кальция, хадроксидом голоса, "Щр&ксядся хадэдпя, подвергающимся со временем карбокязазвш.

Установлена возможность полутопся о прикенэгивм в качестве связущего вжкжеяелезпоюго ес?"он?<2 формовочной смеси с литейными свойстгшял, а целом отво^е^гаа требованиям к Формовочным смесям. Некоторый пэдоста'-кс.'! является

повышенная осыпаемость смесей. Однако этот недостаток может быть устранен путем оптимизации условий синтеза высокожелезистого связующего, от которых в значительной степени зависят его вянущие свойства.

На разработанную формовочную смесь получено положительное решение о выдаче авторского свидетельства по заявке » 4735318/02/095852 от 11.07.89 г.

ОБЩЕ ВЫВОДЫ

1. Изучены особенности фазообразования в система портландцемент - минеральная карбонатная (кремнеземистая) добавка. Установлено, что ухе на ранней стадии гидратации имеет, место активация процессов гидратации и формирования прочности, что обусловлено образованием карбоалшинатхшх и карбоалюмоферритных гидратных фаз и ускорением твердения клинкерных минералов в присутствии модифицирующих добавок.

2. Показано изменение характера гидратации алюминаг-ной и алюмоферригной фаз лортландцементного клинкера в . , присутствии-карбонатного компонента - образование карбо-алшинатов'и карбофе'ррйтов кальция взамен ■гидре^люминатов и гидроферритов кальция,, стабилизация гексагональных форм гид разов - .карбосоединений и отсутствие их- перехода в кубические гидраты. . ' . •

3. Тёрмоданамкческим анализом установлена возмоа-ность образования При гидратации алшо содержащих фаз портландцемент кого клинкера с карбонатом кальция карбоалдао-ферритннх соединений. '

4. Разработан' оостав модифицированного карбонатным и кварцевым .коыигонентамз дортлацдцемзнтшго связующего для малоцементных материалов,' характеризушшйся активностью 34,5-36,5 МПа в суточном возрасте. В качестве ускорителя твердения использован хлорид кальция. Количество замененной части цемента модифицирующими добавками составляет 20? от массы портландцемента.

5. На основа модифицированного портлащшементного

овязующего разработана составы малоцемантннх формовочных' смесей, использование которого позволяет снизить доли цемента в составе формовочной смеси до 8 мас.ч,

6, Синтезировано специальное высокожелезйстоэ овязухн щез для малоцвмоигнюс формовочных смесей о активностью в оуточком возрасте 11,0 МПа. Фазовый состав характеризует- :: ся содержанием ферритов кальция, в основном двухкальцие-

2ого, и 2-Ъ% свободного оксида, глльция, который активизи- : рувг твердение на раннш этапе и способствует улучшению выбаваемости формовочных Ыэсзй.

7, Разработан состав формовочной е.."зек о пепользова-". теп в качество связуп^го зисохссло^эзле^ого цемента, На ": разработанную смесь пблучэко шлагшгелыгое рьвзте о вп- .• даче авторского овцдото^есгтй по заявке Я 4725318/03/'"... 095552 от II.07.G9 г.

8, На Ижорсксм сагодо пропедзно лаборагорноэ кс^кга-яив формозочпой см ося па.оспово ггодафздирэвапного порг- ..." лаигдоаднгпого спязуздэго. Погсаеако, что рйзрзбогашшЗ ,;

. состав по своет прсчкостгам-г: техиояохячботда огэйсшш'. отвочйвт грзбоваякш». яродаятшгегт . смесям

даае ЛЙТОЙНОЗЮ- аролаводстха», . . • * •.. ;.V

, Осаовннэ солсгашгя' дясссрхзз^огаюа ргбогя п-глазош з оявдуягщх пу&зшевднз» . ■ /;?••

1. За&уяч П',13., Кслабасет ГЛ., Рсзвдпова- вХ 5ор~ новочшго сторшеэ-гз екзеп. на Ьапову яокззкасс сствуЕкр: . •// х,научша чтетшя й^ездогг.тах а

зно гзхпояогел я стрсз'гэльпсм « Взя~;;

горбд,- 1539. - 0,41,. •.'. '

2. Кйтбаога Г*Ш. Йрслеаолхз ввязух* щпх в литвШшх форюзгатх шзся* // 17 «йгфоршш кояо-дых ученых я сшяшагшстов "^ояодаэ т^гл? ~ стрг.ащ строя-твлышх материалов". - Ездгород, 0,64. |

3. Зозуля П.В., Гшабаегз Г.Ш, Т-х-*:о:'0~хг.;э .о -примененном в качзствз енхзующзго снао^ссагаяетогэ цемента // Деп. в ИМТЙХии В 66 ЖИ 20 04 15,01.1Ш Г.,

г.Черкаосы, 7 с.

4. Зоаудя Л.В., Калабаева Г.Ш. Термические свойства огнеупорных композиций да портландцементном связующем // Всесоюзное научно-техническое совещание "Исследование я применение вяжущих для изготовления огнеупоров". -Свещуювок» 1990. - С,40.

24.04.91 а. -ЗакДО/ДСП-100. Бесплатно РШ ЛИ- ист,Ленсовета,Московский пр. ,26