автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Огнеупорное электропроводное вяжущее и бетоны на основе алюмината бария, оксидов индия и циркония для высокотемпературных установок

ХАРКГВСЬКИЙ ДШАВНИЯ П0Д1ТЕХН1ЧНИЯ УН1ВЕРСИТБТ

«о

г4

~ На правах рукопису

со

I_

Наповал Свалена Волод»гар1вна

ВОГНЕТРИВКЕ ЕЛЕКТРОЕРОВ1ДНЕ В'ШЧЕ ТА БЕТОШ НА 0СН0В1 АЛШ1НА1У БАРШ, ОКСИД 1В 1ВД1Ю ТА ЦИРК0Н1Ю ДЛЯ ВИС0К01ЕШЕРА1УРНИХ УСТАНОВОК

05.17.II - хШя та твхнохог1я см(хатнях та тугоплавких неиеталавах катвр{ал1в

Автореферат диеертацН на здобуття тукового ступенл кандидата тви^чкнх наук

ХАРК1В - 1995

Дисертац1ев в рукопнс

Робота Еиконана на кафедр: техно лоИт будгвелъного виробкицтва та будтвельних матерхалхв Хармвсько! державно! акадеыгТ ыгського господарства Наукой i керхвники: доктор техн1чних наук, професор Мельник Михайло Тихонович

кандидат техн!чних наук, доцент Дурак Микола Петрович

0ф1цхйнх опоненти: доктор тахнгчних наук, професор Штак Микола Васильович

кандидат технгчних наук, доцент ВасЕТГН £ед!р Ацдр1йовкч

Прогхдна орган!защя: Институт проблей Ma?epiаловедения HAH Ухрахкхс м. К*!в

Захкот дисертацИ в!дбудетьс* 'S/.Z ^^/У/б- 199-I^pT 0 rojiiiHt на засгданн* спец1ал!эованоХ вчеко! ради

Д 02. 09. 10 при Харкгвськоцу деряавноцу под1техн$чнону ун!герситет1 / 310002,, м.Харк!в-2, ИСП, вул.Фрунзес 21 / 3 дксертацгею кохка озиайошгеис« а 6i6*ioTeai X&pxis-ського державного под1техи1чиого ун1верснтету

Автореферат роз i с ланий ' /£ " ^ р.

V

Вчений секретер s—>

спец1ал!зовано1 вченоХ ради Гринь Г.1.

ЗАГАЛЬНА, ХАРАКТЕРИСТИКА РОВОТИ

Астуальн!сть теми. Сьогодн! найахтуальн!шою проблемоп е прискориний розвиток енергетикм.

Магн1тог1дрод1намхчниЯ метод здобування енергИ - духе перспвктивний. При peaaissqil вясокотеиператзрмгх проце-схв внимав проблема створення i »»бору хонстр;уяц1Янжс ма-TepiMÍB.

Бетон володге великими потенц!йн>ши мояиивостями а точки зору одержавня задаяих електрофзичних властнвостеЯ при нескладнгй технолог!! яиготопления електрод1в, яка эабезпе^б эначцу економ!» енергоресурс!в порхвняно э керам!чно» технологией.

Дос1 не вир!пена задача - отриматм гхдравл!чний мате-рхал для електродгв, придатних до звстосування при температурах 293 - 1870 К.

Йибгр оптимального складу в'яцгчого теоретично обгрун-товано вивченою д!аграмою стащр систем* ВаО - AlgOg - Ing^ та проведеними термодхнамхчним i кхнетичним анал1зама mího-ралоутворення. Це в'я^уче мохе бути вихоркстаним у воклад{ бетону для високотемпературуих енергетичних споруд.

Мета роботи - розробка вогнетривкого в'ядучого та бе-тоцу на Яого основ!, як! б характеризувалися експцуатан!Я-нои електропровхднхстю в дхалазон! температур 293 - 1870 К при використанн! 1х для виготовлення електрод!в або резис-торних елементхв високотеыпературиих установок.

Для досягнення поставлено! мети вир!шенх так! зав-

дання:

- вивчення субсол!дусно! будозя í д!аграми плавления систем» ВаО - AlgOg - IngOg ;

- розрсбка складу в*яадчого га технолог!I floro виго-товлення £

- досл1дяення гроцес!в синтезу та г!дратацП елек-тролров!дного В'яя^чого ;

- розробка оптимального складу бетоцу на ochobí елек-тропрсвгдного В'яжучого та заловнгвача з твердого розчицу складу: оксид !нд!ю - 90 ыас.%, оксид цкрконгю - 10 мас.£;

- вилробування розроблвного бвтоцу на дося!дн!й установи!.

Наукова новизна роботи :

I/ теоретично обгрунтована та експерииентально п!д-тверджека uo»meicTb одержання вогнатривксго елехтропрсв!д-ного в'яжучого в систем! ВаО - А120з - Гд2°з»

Zi виачена д!аграма плавления та субсолтдусна будова системи ВаО - А120з - IngOgí

3/ за допоыогою тернодthbuíчних poapaxyHKÍB проаналг-зован1 реакцЛ в систем! ВаО - А1203 - 1п20з -Zr 02, ио дозволило встановити переважн!сть протгкання peaiajit утворення ионоiндату бархо;

4I визначен! кокстакти qbhjixoctí реакций мгнералоутво-рення в систем! ВаО - AlgOg - 1п203 -Zr Og, встановлеко оптимально режим випалу кя1нкеру в'я^учого;

5/ досдгджено фазовий склад продукт! в г!драт.ац11, виэ-качено, по затверд!ле в*явдчв складвстъся з г!дроалюм1нату 6apiD, гелхв г!дрооксид!в алхшн!о, царкон!в та !нд!ю, а та-кож з 1ндату та цирнонату 6apii>;

б/ виведена залеюнсть ел8ктроф1зичких властивостей в'язучого вгд морального складу та теылератури;

7/ вкявлено позитивний вплив твердих розчинхв на електропров!днгсть та гЦравлхчцу активн!сть в»ялучого;

О/ визначено шаруватий характер субл1ыацг! !нд!ю э поверхн! олекгроду;

9/ розроблен! нов1 бэтони для електрод!в вясокотем-пературних споруд.

Практична цгкн!сть роботи. Наслгдком теоретичних об-груитувань та проведених досл!дяень в нова вогнетривнэ • електропровхдне в'ядуче, оксплуатац!йн1 властивост! якого дозволили одержат на йсго основг бетон для високотемпера-турних систем.

На дослгдн!и завод! "Вогнетриви"' випушена парт!я електропров!диого в'явдчого та заповшэвача на основ! оксиду !нд!р. г.

Розроблений бетон пройаов вилробування на п!влромис-лов!й установи! {нетэтуту проблем еноргозберехенкя НАН Укра1ни /и. Ки1в /; ревоиендовано бетон до застоеування в канал! МГД-генератора як електродного ыатер!аду. *

Ефзкт вхд упровадження розробленого вогаетривкого бе-юну в як твхнхчянм, так 1 еконон!чним. Оч!куваний еконо-м!чш!П ефект складае 3074649,8 тис. карбованц!в / за ц!на-ш березнл 1995 року /.

На захяст виносяться наступи! положения;

I. 0убсол1дусна будова ! д!вграма плавления система ВаО - А120з - Гл^з .

2. Склад елзктропровхдного вогнётривкого в'яжучого.

3. Вивчення npoaociB синтезу та Г1дратацгI 1нд1Я-утриадючого В*ЯАУЧОГО.

4.Тврмод!наы1чний та кхнатичний анал!зи м1нералоут-ворення в систем! ВаО - AlgO^ - Ii^Qg -Zr>

5. Шдбхр зернового складу вогнётривкого електропро-вхдного бетоцу.

6. Вивчення ф1эико-ыехан1чних властивостей, фазового склада та структури роэроблених материал!в.

Апробад!я роботи» Ochobhi положения дисертащйно 1 робот и допов!далися на Всесоюзной науково-техн!чшй нонферен-цтТ "Ф1зико-х:м1чн1 аспекти шцностх зкарост!йких неорган!ч-msx катер1пл1в" / м. 3anopiäaw, 1986 р./, науково-техн1чн1й конфзренц!! молодих вчених i слецгадхстхв "Молод: вченг -ra^yai будхвольних матер!ал!в i буд!вя1Щ?ву. Порспективний розвиток промисловост! буд}вельних катер!ал!в в XII п'яти-р!чцг / м. Белгород, 1987 р./, на друriß республ!канськ!й конфсрекцП "Використання пластнас у буд1внщ?в! та вЛсько-цу господарсгвхи /и. Харкгз, I9S7 р./, на БсесовзшЯ конфе-ренц{1 *%ндаментальн1 дослхджгкня i нов! технолог:I в бу-дгвелы;с1;у ыа?ср1аловедешг" /и» Белгород» 1989 р./» на XXIII, XXIX, XXX науково-гехнгчних кокфзреш^ях викладач!в, acnipaHiin i сп1вроб!тник!в ХДАМГ / и. XspsiB» 19ШВ 1994» 1995 р./. У повноцу обсяз! дисертец!йна робота допов1дала-ся та обговоравалася на наукопих cratirapax Ки!вського tw-ституту проблем матер1аловодення HAH УкраХни, Ки1ьського ih-ституту проблем онергозбереження HAH УкраХни /и»Ки!в,

1995 р./, на науконоцу ceuinapi Харк!всъкого державного по-лЬехтчного ун!верситета, на кафедр! технолог!I керам!кн, вогнетрив!в, скла та еыалей / Харкхв, 1995 р./, на засiдан-Hi кафедри технолог!I буд!вельного аиробництва та буд!вель-них матер!алгв Харк!всмсо1 державно? акадеыЛ м!еького гос-подарства /и. Харк!в, 1995 р./.

ДублткацЛ. За насл!дкамя виконаних досл!джень у иенах дисертац!йвоТ роботи одержано авторсысе св!доцтво , оцу-бл!ковано 9 роб!т.

Обеяг г струхтура_дисер?ад!1. Дисертац!йна робота вия-ладена на 180 стортнках друкованого тексту, у тоцу числ! 49 1дошнк!в, 27 таблиць» i екладаеться з вступу, 8 роздШв, за-гальних висновк!в, списку л!тератури, 2 додагкхв. В список основко! використаноГ лгтерятури, засТосованих патентних докумекав занесено 189 назв, у тоцу числг 21 !ноземних.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

Вступ. Обгрунтована своечасметь поставленнх завдань, сфорцульована мета роботи та наукова г!потеза одераання г!д-равл!чного в'яяучого, використовувчи г!дравл1чцу активн!еть алюшнату 6apin, електропровгднг. властнвост! моно!наату ба-pio, вогнетривк!сть моноцирконату 6apiB.

Наведен! найважливгшг результаты досл!джень електро-провгдних бетонгв та моклив! галуз! застосування розробле-них uareptaais.

АналхтичниЯ огляд. Визначено, ио в!дом! електродн! матер!али виготовляються за херам!чною технолог!ею, во мае так! недол!ки: низька термост!йк!сть, вгдеутщеть адгез!йно-

а ' '

го эв'язку з изталгчнжи еяеззентсми, неиохлкв1сть ремонтник роб!1» без зушнеиня вехе! установки.

Такой Бикорпстовуотьгя иабилнг ыаси фосфатного туаа-в1ш!я, як! характеризуется нкзькоя луеност{йкгсгв та зни-хзнозо електрспров1дн{сто.

Умоан робота в снгокотенпературних ензрготичних системах обмеяувть Екбгр речовин, придатних для елактродних матер!ал{в. 3 точки оору розробки струмопров!дного з'яз^чо-го та оалопнввача перспективной е с::с?ема ВаО - А^Од -ЪгО^-

- ь2о3.

Введения ^Од збхлыцуе питоцу електрнчцу пров1днхсть, стгйкхсть до електрохЫхчного впдиву постхКнсго струцу, змеи-сгуе контактная оп1р на и эх! э ыатадхчнкык частицами электроду. Вмкористакил в сполученн! э оксндвма берхв та цнр-кон}в развояяе значно зиенаити сублхиащо його з повархнх електроду.

У ряду лутоюзомельних иэ?ал1в для розробкн електропро-в1дкого в'язучого доц1льно застосовувати ВаО» тоцу во опхр 1 енергхя провхдкос?г оксидна дужноземальнах сдеыент1в змен-щуюгься в!д ВеО до ВаО вхд 10*? Ом.ы до бЛО"* Оа.м I вхд 6 до 5 еЗ,

Е робот: наведен! властизост} усхх оказдгв, сподучень ! твердых рсзчу.н1а в систеы1 ВаО - А^Од - ^Од - аг02.

Сиравянн! матергали т ые?опипдосл1дяень. При розробцг едек'грспровцшого ыатергалу велико значения пае чистота си-ровики. Тому вкбранх внххдм ыгтер1ади иарок нч®, *чдав,"хч*. Такса застосовуваляся : окснд циркон*» ыоноялЬвшй ГОСТ 21907-76 иарки УРО-1; глинозем парки Г00 ГОСТ 6912-74. Для

1нтенсиф1кац11 ы!нзралоутворення ! зниження температуря ви-паду використовували азотнокисл! соя! циркон!ю, бар!в та !н-д!ю. Вислючено попадания дом!шок при роэыол! скровини ! танкеру. Використовувались фарфоров! млинки э керам!чними ильками. "НокрхЯ" спосхб приготування шпсти забезпечуе висову гомоген1эац!ю та пол!пвде умови прац!.

Тонисть пихти I розмеленого кл!нкеру оцЬаовалась методом визначення плтоио* поверхн! { ситовга» анал!зом, Внпад брикет}в здМснввали а хрзптодовнх печах, висохотампературних установках з хромпантановими нагр^вкиками, в елекгричних печах типу СНОЛ та.ШОЛ. Реестрацш температуря випаду проводили за допомого» термопари / в печах типу СНОЛ ! СИОЛ / 1 оп-тичним пгроыегрои "Проыгнь" / для рештк печей /. Похибка ви-м!р!в - 25°,

Ловнота синтезу сполучень контролввалась грав!оиетрич-юш методом х!м1чного анал!зу по неявное^ вгльного оксиду бар!в.

В'вхучв внпробували за методикою малих зразк!в Стрелкова НЛ.

Температуру плавленая сум!п!в для побудови Гаграми стану внзначали в полуйТ хисиеяо- ацетиленового пальника 1 в хрип-толов! й печ! методом падавчого кочу су / ГОСТ 4069-69 ст СЭВ 978-78/.

Для вивчення фазового складу продукт!в вкладу сировин-них сум!ш:в ! г!дратац!1 в*яяучого застосовували диференц!аль-но-терм!чний аналгз, метод ГС-спектроскоп!I, рентгенофазовий ! петрограф!чний метода анал!зу.

Математичцу обробку даних теоретичних ! експерименталь-

них досл!дксьъ проводили застосуванйяы метода сгмплекс» гратчагтого гшащвашш експерименту за допомогов ЕОМ CM-I та ПЕСИ ДБК-3." Розаифрування рентгенограм велося за стандартней програмами на вЕлектронщ!-60".

BHMipi! пнтомого об'емкого елвктроопхру проводили чо-.тиркзондовиа иетодоы на постойному струмх.

Роэрахункя тераодхн£м!чних величин здг ¡¡сновали методах« 1сткена, Нцим!рського К.Б., §уда Б. i ФреЯэера Д.,Ка-ропотьянца С.Х., Капустянського А.Ф., Ланд1я H.A.

Ривчення фазорих р!вноваг i дтаграми плавления систе-LiLlML::..^!;^ ^In^Og . В систем! ВаО - AlgOg - IngOg вхдеутнх csifixi тверд! розчини i norpifiHi сполучення. Для розрахункхв дхаграыи плавленая састосовано модель !деаль~ нкх розплавхв j в областях первинно! кристаяхзац!! бгнар-них оксидхв / i модель регулярних розплавгв / в областях з наявнхстю одного з оксидхв б1льша 70 - 80 моя.%/.В1домостг про нонгарзантш точки дхаграми плавления системи ВаО -- А1203 - 1П2О3 представлен! в таблиц: I.

Таблиця I

Конвгр!антш точки Д1 аграыи пласленпя системи ВаО - А1203 - 1п203 •

№ 1 Характер плавления ! Т. К ! Склад. молД

1 !по разрах.!експ. !ВаО !А1203!1п20з

I 2 3 4 5 6 7

1 перитектика

2 евтектика

1420 1450

- 79 14 7 1470 77,3 14,7 8

Продовягння ?овя1^{ I

I 2 3 4 5 6 7

3 евтеотняа 1460 71,2 21,2 7,6

4 1420 65,0 27,8 7,2

5 1720 60,6 16,7 20,7

6 1650 52,5 26,5 21,0

7 1620 - 47,6 35,2 17,0

8 1610 30,3 56,3 13,4

9 1600 2,6 83,0 14,4

БгльЕв 70 % оклад: в а систем! ВаО - А^Од - 1л203 воло-дхоть вогнетривкхстю покад 1800 К» Ало склади, придатн! до застосувакяя при розробц! електрспрой!дних в'яздчих мапть вог-нетривк!с*ь 1400 - 1650 К /ряс» I /, Для а!двкяення вогнетрив-кост! до складу в'язучаго введено моноцирконат бар!п.

ТаердйсЕаЗов!- пропрей в систем! ВаО-АГ^Оз-ГпрОз-А-г о^.

Перед проведениям вкспериментаяьних роб!т були зроблен! тер-мод!кам!чн! розрахунки. В л1тервтур! в!деутн! й!домост! про термод!нам!чнйЙ акал!з бгнзрноГ систем» ВаО - 1п203, тому проведен! автором розрахуяха буля доц!льними. Встановлено, шо при сп1вв!дношвнн! комаонен^в Ва0:1п203, Ва0:А1'203, Ва03г02 йк 1:1, найбгльй стхйюши с сподучення Ва0.1п203, Ва0.бА1203, Ва042г02. Не залежно в!д сп!евгдноиення хомлонент!в у вихгд-них сум!шах епостор{гаетвея первинке утворення ыоношдату ба-р!я. УТбОрення 5Ва0,1п^03, 2Ва0^г02 шляхом реакцгй в твердих фазах неыохлиао(ряе.2).

К!нетшш! дьел!дхення я!дгвердя^сть насл!дки термод!-

Д^ЕГрша ллавлешя система BaO-AIgOg-IngOß

AS2°3 Г

ВаО № к». 1пгРз

ряс. I

Заложи!сть û&* Кт)осковних реакцгй в систем! BaO-IngOg

1. 4BaO+3In¿03=i4Ba0.3In203

2. Ва0+1п203«ва0.1п203 3; 2Ва0+1п203»2Ва0.1п203

4. ЗЗаО+1п203=ЗВа0.1п203

5. 5Ва0+1п2О3»5Ва0.1п203

зов sao ?ао eco m шо \sbo т,к

Рис. 2

нашчних розрахунк!в. Встановленх константа швидкост* реакций для алт«нат1в, циркона^в та 1ндат1в бар!ю та енерНя активацП. Насл!дкои е твердження, по !нтенсивнте синтезу-еться моно!ндат бар!я. Утворення иупкого сп!ку кд!нкера спостер!гаетъея при 1600 К. Мнетика твердофазових реакций ыЫералоутворення в систем! ВаО-А^Оз-Хт^Оз-гг^ вивчалася по ступен! засвоення ВаО.

Для розрахушнв швидкос« реакцИ» ми эастосували ыо-дельне уявления реакцгТ, як дифузИ реагенту через шар продукту. Заледметь З^ЙТ) задов:льно опнсуеться зр!внянням Пнстл1нга-Броунв*вЯна:

3 - I - 2/3 &- ( I - -ЙТ ,

до 3 - щ»цт!сть реакц!Х,

& - ступ!нь перетворення, %,

6 - константа, заданна в!д вдастизоетеЯ реагвят1в та уков процэеа,

¿С - час , хвнлннл. Д1н!йниЯ характер заледност! 3 ■ вс:х реакц!Я при р!зннх тсетерату-э.: сзгдчить про то» по Хх швядкхсть обумов-лпеться дн$уэ!ео ВаО до А1203, Ь^З ! О^через нар новоут-ворених продукт!в, Правде взаеаодИ у вих{дн!й суи!и! протока у дв! етадИ. На первому «ап!. ивядк1сть реакцх! визнача-еться авидк!ста хЫхчкоТ взаеыод!Т на мех! розподглу фаз коа-понентгв снрсзйкио! сум!ягё.На другому етап! з ростом на зер-и! пара продает!в реагснт1о» пвяд«стъ раакцхТ вязначаетъся ди$уз1ев.

Вивчения фх^ико-мзхангчних властивостеЯ та пронес!в ггдратащХ в'яяучого на основ! алюмгнату. дирконату та шла-

гу бар!в. а також тверди* розчюпв на основ! оксид» хкчхр.

Експериментально доведена мохливхсть одергання електропровхд-ного вогнегрнвкого в'яяучого в систем! ВаО-АХ^Од-Хп^Оз-ггОг. Розроблена технология виготовлення в'язучого, селадовое час-тиноа якого е сподучення та тверд: роэчкни з оксидом бар!о< Особливгстю такоГ технолог!I е застосувакня метода осадгеяня 1нгред!ент1в з азотнокислих солгв.

Насл!дки ф!зико-ыехан!чних випробувакь в'яяучях, наведен! в таблиц! 2, св!дчать, по ус! досл!дхен! склади волод!-ють в*ягу чини властивостями, високос вогнетривк!сто та елек-тропровхдн!стю. При абхльшенн! кокцентращI оксиду !ндгв електропров!дн!сть в'яхучого росте, але зниадеться вогнетрив-К1сгь I мхцтеть. Оптимальным е склад в'яжучого № 9 /табл.2/.

Досл1джен! процеси Г1дратац!1 !нд!йутриадсчого в'я^у-чого. Бстановлено наявн!сть в продуктах г!дратац:Т кристалгв Г!дроалом!нат!В бар1в та рел!в гхдроксид!в цирконхо, хцдхв та адшхшв* якх забезпечувть Г1дровл1чн1 властивост! розроб-леного ыатерталу. Позитивний вплнв ка едектропров!дн! та г!д-равл!чн! властивост! в*яаучого виявили тверд! розчини окси-дхв !кд!в та циркон!ю.

• Розробка склад! в бетон! в, на. основ! Ыдхйутримупчого ■ в'яжучеро. За допоыогою математичного метода плацування експе-рименту при вивченнх дхаграм "склад-властиМсть* визначено як!сне спхввхдношення сумхжних^ракщй заповшвача складу

0,9* отсУ залеляоет! влас^ивостей бето-ЧУ в!д к!льк!сткого сшввгднсшення фракц!й використовувався пол1ном четвертого ступеня.

Визначення оптимального складу заповнювача для бетона

Таблиця 2

Ф!эихо-иехан!чн! властивост! 1нд!йутр1щую«их в'я^учих

ХЫхчний склад .IB/Li ITapuiH !Границя м!цно-1Вогне+ Вд б I ? ! ! !схоплюван!ст! на стиснен-трив-! 293 К

А120$Ьг021ВаО 11п20^ 1ня.години?-ня, Ш1а_!к!сть!

? I ! I ¡хвидиня Í3 ! 7 I 28 ! К ! ! } I ! !поч.!к1н.1доби!д1б Гд1б ! f

1 11,4 30,12 53,98 4,5 0,14 0-55 1-40 40 52 53 2383 -0,95

2 ГО,а 28,96 51,49 8,75 0-55 1-50 35 50 53 2368 0,09

3 9,6 26,74 46,17 17,49-"- 1-00 2-05 34 49 51 2333 0,13

4 tí,4 24,53 40,84 26,23-"- 1-05 2-18 34 47 49 2283 0,14

5 7,2 22,31 35,51 34,98-«- I-I2 2-20 36 44 45 2258 0,33

6 6,0 20,09 30,19 43,72-"- Г—15 2-23 37 43 43 2193 0,58

7 4,8 17,97 24,51 52,72-"- 1-20 2-26 30 35 за 2163 0,75

Ь 3,6 15,а5 18,83 61,71-"- 1-23 2-28 18 28 32 2098 0,99

9 2,4 13,74 13,14 70,72-"- 1-28 2-35 II 16 21 2073 1,01

10 1,2 11,62 7,46 79,72-"- 1-35 2-42 9 II 14 2048 1,13

№

проводилося яа зразках складу: в'яяучз - 20 звповнавач - 80 5£.

За насл^дкани експеримеет!в розрахованх гоеф!ц1енти по-л!ноы!в, як! з!добраяаюгь залежн!сть и!цност!, пористое?! , игльност! в!д грацудометричного складу заповнавача. Отриыан! дан! нанесен! на дгаграыу як лхнН однакового р!вня /рис. 3/, во дозволило виэначитн оптимально спгввхдногавння суы!аних $ракц!й заповиэвата»

Для отркмання бетона достатньо! ыгцносТ1, м!н!малыга! пористое«, максимально* и!льноет! га однор!рност! необх!д-па «рифракц!Яяа суы!ш завоваовача такого складу, иас.%:

Залехн1сть ф!зико-нехан1чнихвдастивостей бетоцу В1д гранулоыетричного складу заповкювача

(12Б-0.83)-Ш"3м

фракц!! 2,5 - 1,25 ш - 15 - 25, 1,25 - 0,63 ш - 40 - 55, <0,63 мм - 25 - 45.

Подальпгё доел!дхення бетон!в провсдилися з обл!ком оптимального складу бетону.

Вивчено питания залежност! електропровгднсстг 1нд1й-утримуэтого бетону температури. 3 метоп пгдвииення елек-тропров!дност1 бетонно! сум!ш! вибираеыо гранулометричний склад з оптштльноХ облает! з бгльшим утриманняы крупнозернистого заловнпвача:

Франц! 2,5 - 1,25 мы - 25 нас.%, 1,25 - 0,63 да - 55 тс.%, < 0,63 мм - 20 иас.£.

Алэ укладка бето!шо1 суы!а! потребуе значних зусиль для ix уя!льнзння внасдхдок ii яорсткостх. Тому для полхп-иеннл технологхчностх фориування бетону, володхвчого елек-трофхзичнкыи властявостяыи, буяи випробуванг полгмернг до-ышка АСТ-Т ! полхвшгловяй спирт. Вводили 1х в бетонну су-цш в пхлькостх 0,1-5 мае Д. Встаноплено, що полхыерн! дошита зб{льцувть 1Йцн:сть бегониях зразк!в, ям туаав!ли за нормальними уцовааи, на 10 - 30 %. Покрашуеться тер»ост!й-кхсть бетона через те, що утворивться ихкропорн в процесг вигоряння домхпки. При цьому трохи зжщеться еяёктропров!д-нхеть бетона при температур! 293 К. Тоцу треба застосовува-ти вказаях доышкя а обмежен!й к!дькостх.

Вплив температуря на властивост! бетона. В роботI наведен! дан! досд1джшшя герыост!йкостг ыатер!ала. Зненшен-ня м!цност! бетонних зразкхв в пггервалг температур 773 -

- 1473 К до 12,5 % пов'язано э наявнгств в бетон! алвм!нату бврхв, який при затворегеи водов утворве кристалог!драти. При зростанн! температуря вгд 773 К до 1473 К кристалог!д-рати позбувавться води, то впливае на часгкове змекшення мгцност!. При температурах вике 1473 К вгдбуваеться iHTeK-сивне сп!кання матер!алу.

Зниження едектролровхдност! материалу в д!апазон! 773 К

- 1073 К ,головниы чином, пояснпеться тим, ко а niдвижениям температур« зменщуеться рухом!сть KocilB заряду внаолг-док Ix розсгювання на теплових кодиваннях кристал!чних гра-. ток. Шцшсгь ¡ндхйутримувчого бетону суттево не змхнветь-ся до 30 теплазмгн, та по KpiTepie електропров!дност1 його TepMOCTifinicTb складае ß - 10 теплозы1н.

Випробування розрдбленихбетонхвв. служб! на модельной установцг K-I та гнших установках ВВПЕ 1ПЕ HAH УкраТни. В натурних умовах перавгренг елехтричн! властивост! та меха-"нгчна М1цн1сть розробленого бетоцу. Дротягои усього часу до-слхджень поверхня бетонного електроду зоставалася незруйнова-нов . В середньоцу висота бетонних елеыент!в зменшилась на 1,5 - 2 мм, шо пояснгеться вмпарюваншш !нд!в. Кр1м того, поз> начаеться наявн1сть висохотемпературно! корозil через дои!ш-ки, якг надходять з потоком газхв.

Важливиы наслхдкон випробувань бетонних електрод!в на установи: K-I с утворення шару Zr 0? висотою до 0,8 мм за хо-роткий час / 20,5 годин /. Цей вар зчхплений ^ основой. Показана принципова моклив1сть "самоформування" двошарового елехтрода безпосередньо в канал! МГДГ. 3*явления на поверхн! бетоцу склоподхбно! скоринки несе позитивний характер в умо-

эах впливу дужно! присадки швидк!стного потоку.

Досл1дженнями бетону на повгтр! 1 в атмосфер! продукта сгоряння выявлено, ио температура його експдуатацхТ заложить в!д коефпЦенту надлишку оксидатора / /. При «<- ъ I випарэвання !нд10 не виявлено до температуря 1800 К. При«*-* I температура ехспдуатац! X бетона обыеяуеться 1300 К. Викликав ц!каз1сть факт иаяност! иаруватого характеру субл!мац!1 !н-

Випробування розробленого електропров!дяого бетону на пгвпромислов!й установи! св!дчать, по в!н може бутя викорис-таним для виготозлення електрод!в високотемпературних енер-гетичних споруд» наприндад, МГДГ» струмопровхдк! дорхнзга в гсс:пч:нй техн!ц! та !ше.

Очхкуваний сконоыгчниЯ ефзкт в!д упровадження 1нд!йутрн-цувчого бетоцу в проиислов!й установи! складас 3074649,8 тис. карбованц!а } за ц!нами берэзня 1995 року /.

0СЮВН1 РЕЗУЛЬТАТА РОБОТИ ТА КОРОШ ВДСЮВКИ

1« Вивчена д!аграма стаду система ВаО - А1203 - 1п203. Вказано на вгдсутн!сть в скстеаг потр!йних сполучень та стгА-шх твердях розтаихв. Вадглен! склади, як! волод!вть з'яаучн-ия та едеягропров!дню(а властивостяют»

2. Побудопана Д1аграка плавления система ВаО - А1203 -- 1п203.

3. Наведено прогиозування фазоутвореияя пляхом тераод!-нам!чк11х розраяункгги Есгановлено, шо перзгсноэ фазой в систе-И1 ВаО - А1203 - 1п203 - 2го2 е гндат бар!о.

4« Досл!дгеко

процос синтезу хндгЯутриыусчого В'пДУЧОГО його складових м£норзл1Вс *Ваяалено9 йо синтез м!нерал!в

протекав в твердофазоиоцу стаях, Утворення цупкого cnixy клтикера cnocrepiracTbCH при 1600 К.

5. Шнетвчн! досл1дкення п!дтверддурть насл1дки терно-д1наыхчних poapaxyHKÎB. Встановлено, по !нтёнсивнше утворю-еться моно!ндат барЬз.

6. lia основ! сподучень систеыи ВаО - Algûg - IngOg -ZrOg розроблено вогнетривке електропров!дне в'я^уче повхтряного твердения. Склад в'явдчого захвдено авторсьюш свхдоцтвоы.

7. Розроблено оптимальний склад бетону на ochobî 1ндхй-утрицуючого в'кгучого is аастосуванням в якостг заповновача твердого розчина (zr о,1^2°3^0,9"

8. Випробування бетона на проиислов!й установи! МГД-ге-нератора дали дозитивн! насл1дки.

9. Назначен! ф!зико-х!м1чн! умови експдуатавдI роэроб-лених ыатер1ад1в.

10. Одержан! результата моауть бути запропонован! як вк-хгдн1 дан! для отримання imune розчийв та бетонгв.

ЦШШЦ11 ПО ДИСЕРТАЦ1ЙН1Й Р0Б0Т1

I. Гарлшина C.B. У Валовая C.B./ Способы пощгчения безусадочного бетона JJ Сборник статей. Повышение вффективности и качества городского строительства.- Киев, УМК-ВО, 196а.-С.129 2. A.c. * 94996945 от 18.09.94. Электропроводное вяжущее. / Иельник U.T., (Наповал C.B., ¡чурак Н.П.

3. Шаловал C.B., Бурак Н.П., Лапшин A.C. Электропроводная бетонная масса.- Дел. статья » 2272 - Ук.94 /] Депонированные научные работы.- 1995, № I.

4. Шаловал C.B., Мельник И.Т., Пвко В.А. Безусадочный огнеупорный бетон // Всесоюзная конференция. Физико-химические

аспекты прочности жаростойких неорганических материалов.-Тезисы докладов. Часть 2.- Запорожье.- 1986.- С. 301*

5. Мельник Ы.Т., Гарлюпина С.В. Электропроводное жя-щушвв и бетон на его основе // III научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов "Молодые учетов -отрасли строительных материалов и строительству. Перспективное развитие промышленности строительных материалов в XII пятилетке.- Белгород,- 1987,- С. 55.

6. Качура А.А., Гарлшина С.В. Расширяющее вяяудае

1/ XXIII научно-техническая конференция преподавателей, сотрудников и аспирантов ХИИКС.- Харьков.- 1988.- С. 40.

7. Щупик Б.С., Наповал С.В., Лапшин А.С. Композиционные материалы высшей огнеупорности на основе индийсодержадего вяжущего // Всесоюзная конференция, фндамектадьиые исследования и новые технологии в строительном материадоведегкж,-Часть 2,- Белгород.- 1989,- С. 105.

8. Мельник Ы.Г., Лапшин А.С., Гарлшина С.В. Использование полимерных добавок в бетонах, обладаших алектрофии-ческими свойствами // Использование пластмасс в строительстве и городском хозяйстве.- Харьков.- 1987.- С.25.- Часть 2.

9. Бурак Н.П., Шаповал С.В. Электропроводные огнеупорные вяяушие на основе редкоземельных элементов // ХХУП научно-техническая конференция преподавателей, сотрудников и аспирантов ХИИГХ. Архитектура, строительство, экологжя.-Харьков.- 1994. - С. 28 - 29.

Shapoval 3.V. PLreprooí electroconductive astringent and concrete on th» baala o£ bariua alumínate, indiua and

zirconium oxide for high-temperature plants.

The thesis for a Candidate of Technical Sciences degree, specialization 05.17.11 - chemistry and technology of silicate and hard-melting nonmetalic materials, Kharkov Polytechnic University, Kharkov, 1995.

The manuscript, 9 scientific works and author's certificate are defended, they contain theretical investigations of the system EaO - AljO^ - ln20j in order to elaborate fireproof electroconductive astringent, and also the results of the experimental investigations of indium-containing astringent and of concrete on the basis of it. It was established that the astringent is hydraulically active, with low water-need, it is electroconductive even at normal temperature. Concrete on the basis of indium-containing astringent ia fit to producting electrodes for high-temperature plants. Introduction of elaborated concrete was realized, information about efficiency in ■ the process of its exploitation.

Шаповал С.В. Огнеупорное электропроводное вяжущее и бетоны на основе алюмината бария, оксидов индия и циркония для высокотемпературных установок.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.11 - химия и технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов, Харьковский государственный политехнический университет,сХарьков,1995.

Запишается рукопись, 9 научных работ и авторское свидетельство, которые содержат теоретические исследования системы ВаО - AI2O3 - 1п2^з с цель» разработки электропроводного огне-

упорного вяяушего, а также результаты экспериментальных исследований индиЯсодержащего вялуаего и бетона на его основе. Установлено, что вяжущее является гидравлически активным, с низкой водопотребностью, электропроводным даже при нормальной температуре. Бетон на индий с одержашем вязуоем пригоден для изготовления электродов высокотемпературных установок. Осуществлено внедрение разработанного бетона, приводятся данные о его эффективности в процессе эксплуатации.

Ключов! слова:

електропров!дн!сть, вогнетривисть, г!дравл!чна активн!сть, моно!ндат бар!», моноалш!нат бар!», моноциркокат барго, тверд! розчяни, э'ялуче, бетон.

Пдписано до друку 43.tt.95 1ал1р друк. Друк офсетняй Умов. -друк. аркуи1в - I Зезкоштовно

Формат 60x84 /16 Заказ № Тираж 100

Ротапринт Харк1вського облстатуправлГння 310002, м.ХархТв, вул.Марвиша Баженова,29