автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Жаростойкие бетоны повышенной термоустойчивости на основе глиноземистого цемента и отходов ферросплавных производств

од

KQl^jfÇfl ДЕРДАВНИЙ ТЕХНПРЙ УН1ВЕРСИТЕТ 1 БУЛ1ВНИЦТВА ТА АРХ1ТЕШРИ

|АРОСТ)ЙК1 ББТОНИ ШДВЩВНо! TEPM0CTJ ЙКОСТ1 НА OGHOBj ГЛИНОЗЕМИСТОГО ЦЕМЕНТУ 1 В1ДХОД1В ФВ РОС ПЛАВ НИХ ВИРОБНИЦТВ

06.23.05 - Вул1ввльн1 матер|али та вироби

АВТОРЕФЕРАТ на здо0ут1я вчвного мупаню . кандидат техн!чних наук

На ppasax рукопиоу

IK0HH1K0B Володимир Анатолиевич

Ки!в vm

Диоертац1я е рукопио

Робота виконана у Ки1во1ко«у державному техн1чиому ун1варситет1 буд!вництва та арх1тектури «а кафедр! буд1велъних катер1ал1в

Науковий кер1вник - кандидат <ехн1чних наук, доцент Еавсиертний М.П.

Оф1ц1йк! опоненти.- д.т.н.» профвоор. член-кореопондент АН Груз!!, Заслуженйй д!яч йауки I лауреат Державно! пренИ УкраТни О.П.Мчедлов-Пет{>ооян — К.Т.Н.» доцент А.П.Паславс^ка .

Пров1дна установа -Управл1ння буд!ндустрП корпорац! I 'Украгропромбуду, ы.Ки!в

Захиот диоертацП в1дбудетьоя 15 червня 1394 р. о 18 год. на зас1данн1 спэц1ал1эовано! вчено! ради К 068.05.06 "Буд1вельн1 матер1али та вироби. Оонови та фундаиенти" Ки!всЬкого державного fexнlчнoгo ун1вероитету буд!вництва та арх1тектури за адреоокм 252037» ы.Ки1в-37, Пов1трофлото'ький проопект» 81.

8 дисертац!ею иожливо ознайокитися в б1бл1отец1 КДТУБА. Автореферат роз!сланий " {( " гг^лЬл^З^УЯК р.

Вчений секретар опец1ал1зп=оип' кандидат

8АГАЛЩА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

А;<туедьн>оть проблари. Тривал1ст1> роботи теплових агрегат1в на п1дпр«виотвах р|1цвх областей проиисловоот! багато в чоиу аалещитьвЦ довгов|чност1 футврральннх матвр!ал1в. 1арост1йк1 бетови на основ) глиноземистого «ементу 1 вогнетривких ваповнс-вач1в в1др1зн5С1Ьоя аначной от1йк!отю до вноских температур,алв названною терм1чною от!йк1ств, Тому проблема п1двищення довго-в!чноа?1 кароох!йких батон1в в актуальною, Однцц |а ефективн« непрям!в п1двищення довгов!чност1 бетон! ,е одервання жаростойких бв?он1в а використанням и|кррнаповнювач!в з в!дход!в маталург!й-ного виробництва. цо дозволить аниаити соб!варт!сть вироб!в 1 утнл!аувати частину проииолових в|дход!в.

Матов поботи в одершання *ароот!йнах батон;я п1двииено| тариост'1йкост1 на оонов{ глянозеыцстого цементу* шлаку виробництва ферохрому I пилу-винооу ферооил!ц|о, а тако« обгрунтування вплнву нааваннх в!дход!в на ф|аикр-техВ1чнГ влаотизост! *арост!й-ного бетону.

Автор захидаа» '

- мо«лив1сть заотооування в «арост|йвд бетонах на основ! глнноаеиистого цементу комплексно! добавки, цо складаеться (а основного шлаку виробництва ферохрому 1 ультракислого пилу-винооу виробництва ферооил!ц1ю|

- оклади I результата досл!джень ф1зико-техн1чних влаощ-востей *аррст|йкого в*я»учого<

- резулыатй теоретичних { експерииентальних доол!дкень вэаемозв'язку процес!» сгруктуроутворення в'яжучого а фааовим складом г1дратних новоутворень I м!кроструктурою цементного ка-ченю»

- склади I результати доол!дженЬ ооновних ф18ико-техн!чних • властивостей *арост1йких беюн1в на основ! глинояемиотого цементу. в1дход1в ферооплавних виробництв I алюиосил! катних ваповню -вач1в|

- результата експлуатац!йних ¿ипробувань в умовах д1ючого виробництва ! техн!ко-економ!чну вфек*ивн!оть розроблених окла-д!в а п1двищвними термомехан!чниыи .властивостями.

Наукова новизна ро'боти« Впери» запропонована г I поте за про можлив!сть одеряання жарост!йких бвюн!в п1двищено! термоот!й-коот1 на основ! глиноземистого цементу I комплексно! добавки, во окладаеться 1з шлаку виробництва ферохрому I пилу-виносу фероои-л1ц1ю..Виявлено особливост! процео1в г1дратацП 1 формуваяня структури цементного каменю ! вивчено фазовий склад г!дратних новоутворень. Вотановлено взаемозв'язок м!ж структурою, фазовий складом ! терм!чною ст!йк!стю катер!алу.

Розроблено склади жарост1йких бетон1в п!двищено1 терност!й-кист! на основ1 глиноземистого цементу 1 алюыосил!катних заповню-вач!в в присутйост! комплеконо! добавки 1 визначено 1х ф1зико-техн1чн! вЛастивост1.

ПрактиЧне значения. Одержано харост!йк! бетони на основ! глиноземистого цементу» в1дход!в ферооплавних виробництв 1 алюмо-сил1катних заповвювач!в з п1двищеною терм1чною ст1йк!стю, цо становить 49...59 цикл!в водних теплозм1н. Розроблен! оклади бе-тон!в в1дн0сяться. в1дпов!днО|. до клас!в по м1цност! В 15 1 по гранично допустим!Й температур! використання И 13.

Реал!зац!я роботи в промисловост!. Для практичного випробу-вання розроблених оклад!в жарост!йкого бетону були розроблен1 Техн!чн! умови на випуск доол!дно! парт11 /об'ем 1000 м / "Блоки из жаростойкого бетона для футеровки вагонеток туннельных печей"

( "Временный технологический реглаиант для изготовления опытной партии футеровочннх блоков обжиговых вагонеток туннельных печей".

На завод! |,Будиатер!али* концерну "Яи?омирбудиатер1али" зд!йонвно випуок доол|дао! партП блок!в для футерування п1чнюс вагонеток. Вкоплуатац1йн1 випробувачня футерувальних блок!в для вагонеток тунельних печай проведено на 1рп!»ському коцб!нат1 "Первмога" та Очвретиноькоыу СПВБ и1ндустр1яи корпорацП "»крбуд-иатер1али". В результат! екоплуатацН енопериивнтал1но1 футеровки обороти!оть вагонеток беа ремонту зб!льшилаоь в 8,..8 раз!в. Вконои!чна ефэктивн!оть а& рахунок еконоыП глинозаывотого деманту оклада 22$■ а энихення ооб!вартоот! «ароот!йких бвтон!в -12. ..105.

Апро6дц!я робртц. Ооновн! положения ди0ертац1йно1 роботи допов!далиоя ! обговорювалйся на М1жнародн!й конферендП "Кколо-г!я лромиолового реПону" /м.Донец4к, 1993 р./, Всеооюэних нау-ково-техн!чних конферэнц1ях "ВикориоТання ефонтивних жароот1йких тепло! эоляц1йн«х матер!ал!ви /и.Чеяяб1ноьк, 1939 р./, "Шляхи реоурсозбереження в виробництв! буд1вельних иатвр1ал!в 1 вироб!в" /и.Пенза» 19Э9'р./. "ВикориотаннЯ в!дход!в виробництв - ооновний резерв буд1вництва1' /ы.Севастополь. 1990 р.А "Розвиток ! п1дви-щення ефективност! переробки илак!в" /м.Мар!уполь, 1990 р./. на йауково-твхн1чних конферейц!ях Ки1воького !н1енерно-буд1вельного 1яотитуту /1989...1993 рр./.

Резулмати роботи були виотавлен1 на ВДНГ ОРСР I в1дм!чен! ср!бною медаллю /м.Мооква, 1991 р./.

П.убл!кацН. По тек! диоертац1йно! роботи опубл!ковано 12 друкованих роб!т, в тому чиол! б авторських св!доцтв.

Обсяг роботи. Диоертац1йна робота викладена на 114 сторонах машинодрукованого тексту 1 складаетьоя !з вступу» п'яти роз-

д1л!в, основних висновк1в, списку л!тератури 18 121 найменуван-ня, 9 додатк!в 1 и1стить 22 таблиц! I 24 иалюнки.

ЗИ1СТ РОБОТИ

0дн1ею 1з о снов них областей використання глиноземе тих цемент^ е використання !х разок а вогнетривкиии заповнювачаии для виробництва жарост1йких бетон!в. Поэитивнйыи влаотнвоотяыи таких бетон!в е 1х висока иехан1чна и!цн1сть» швидк! отроки тверд1ння» незначна тенпературна уоадка. Цв 1 обуыовлюе !х широка використання в якоот! вогнетривких матер1ал!в» але ниэька терм!чна ст1йк1сть /5«.#10 водних твплозШн/ аначно скорочуе облаоть використання таких бетон!в.

Вир1шенню проблеии п!двищення довгов!чност! жарост1йких бе-тон!в шляхои викорйстайня попутиих продукт!в металургН присвя-чено роботи багатьох в!тчизняних 1 заруб1жник вчвних, а о але. Абизово! Т.В., Асерсона Г., Бережного АЛ.. Будн1кова П.П., Вольфа 1.Б., Гобер1са С.С.« Д1брова Г .Д.. Жукова В.В., 1льюхи М.Г., Криьенка П.В., Крилова Б,А., Кузнецово! Т.В Куколева Г.В.1 Некрасова К.Д.. Полубояринова Д.Мч Талабера й.» ТараСо-во1 О.П.а Хрипуна М.Д. 1 Шпирько М.В. та 1нших.

Огляд л!тературних джерел св!дчить про доц!льн!сть використання попутних продукт1в металург!йно1 проиисловост1 як коыпо-нент!в жарост!йких в'яжучих I бетон!в.

Анал1з в!доиих експерииентальних даних в ц1й облаот! дае иожлив!сть сформулювати г1потезу про иожлив!сть одержання жаро-ст1йкого бетону п!двищено1 терыост!йкост! на основ! глиноземистого цеыенту з використанняи комплексно! добавкИ| яка складаеть-ся !з саыорозсипного шлаку виробництва ферохроыу 1 ультракислого пилу-виносу феросил!ц1ю, базуючись на тону, що утворюван! при

Ч

г1дратацП ннаькоооновн! г1дрооил!катк кальц!ю буду« сприяти угворанню в цементному какая! б(льш щ!льао1 огрукгури 8 п!дви-щеними термоиехан1чниуи локазниками.

Для п!дтвврдж0ння запропоновано! г1потеви у в!дпов|дност! а нам!ченою иетою необх!дно було вир1шити так! аадач!»

- ливчити можлив!оть одержання жароот1йних в'яжучад на оонов! глиноземистого цементу I в!дход!в ферооплавнйх вирой -ництв1

- роэробити опщмальний оклад в'яжучого з заохооуванням методу матемагичного планування експэрииенту i вивчити ?х ф(зи-ко-твхн1чн| влаотцвоот!|

- доол!дити к! нетику отруктуроутворання, фазовий оклад I н1кроструктуру цементного каменю»

-розробити оптимальн! оклада жарост1йких бетон1в I доол!-дити 1х основа! ф1зико-техн!чн! влаотивост!»

- розробити нормативно-техн1чну документами для застооу-вання'жароот!Йких бетон!в а викориотаняям в1дход!в ферооплавнйх виробництв*

- 8Д1йонити реал1зац!ю результат! в робота в умов ах д!ючого виробництва 1 визначити твхн1ко-аконом1чну ефективн!сть роэроб-ланих бетон1в.

При проведенн! доол!д!в викориотовували так! матер 1 а ли I глинозеииотий цемент Пашийського цзыентно-уэталург! йного заводу, саыорозоипний шлак виробництва ферохрому /ФХШ/ Челяб!нського електронеталург1йного коиб1нату / £пит.= 240 м2/кг/, пил-винооу виробництва феросил!ц1» Стахан!воького заводу фаросплав1в /ЛВС/ / 5 пит.а 1600 ы2/кг/, водний розчин ыетаоил!кату натр!ю / 5 => 1250 кг/м®/» вогнетривк! заповнювач1 фракц!й 0...5 1 5...10 мы, одержан! 1з грудок шамотних. нап1вкиолих ! иул!то-кремнезеииотих вогнетрив!в. 2-к- 2083 5

Як1сн1 показники в'яжучих ! бетон!в визначали по стандарт-ним методикам, регламентованих ГОСТ 209X0-90 "Бетоны жаростойкие. Технические условий" 1 вимогами "Руководства по возведению тепловых агрегатов из жаростойкого бетона". Визначення фазових I структурних зм!н цементного каменю зд1йснювали за допомогою рентгенофааового, диференц!Йно-терм!чного, термограв!метричного 1 елвктронно-м1кроскоп!чного метод1в досл!дження. К!нетику структуроутворення визначали за допомогою методу акуотичного резонансу.

В процес1 досл!дження були вотановлен! фазов! зм1ни шлаку виробництва ферохрому I пилу-винооу виробництва феросил!ц1ю в процес! нагр!вання в1д 20 до И00°С, як компонент1в комплёконо1 добавки в жарост1йкому в'якучому. Сл1д зазначити! що фазовий склад шлаку представлено, в ооновному,^ - 1 ^-С^Б > шп!нолями ОгД ! в результат! високотемпературного випалювання фазовий склад практично не зм!нюетьоя. Пил-виносу виробництва феросил!ц!ю представлено аморфним кремнеземом, який п!сля випалювання при температур! 1Ю0°С переходить в криотал!чний^-криото-бал!т. Кристал!зац1я(^- кристобал!ту при температур! 1100°С-проходить внасл!док присутност! в пилу-винооу м!нерал!затор!в в вид! оксид!в лужних метал!в ! зал!за, як! значно знижують температуру фазового переходу.

ф18ико-техн1чн! властивост! яарост1Йкого в'яжучого на основ! глиноземиотого цементу заложить в!д виду добавок ! 1х к!ль-кост!. Для цього було досл!джено вплив названих матер!ал!в на властивост! в'яжучого з метою визначення його оптимального окладу. Для цього в робот! було реал!зовано трифакторний метод математич-ного планування експерименту.

В результат! анал!зу ! зопараметричних д!аграмм з урахуванням оп!льного впливу во|х вапропонованнх фактор!» вотановлено. цо склад» який м!стить 60 иао.долей глиноземистого цементу, 80 иао. долей шлаку виробництва ферохрому, 10 иао.долей пилу-виносу виробництва феросил!ц!ю, 0,8,..0.4 иао.долей мэтасил1кату натр!», характеризуемая п!двищеними показниками м!цност! в досл!дхеноиу 1нтервал! температур ! анижевим коаф1ц1ентои л!н!йного термНного розширення /КЛТР/ в пор!внянн! а глиаоземиотии цеиентры. Це ов!^-чить про утворення б!льи стаб!льно1 1 ы!цно! структур«.

Зг!дно з даниии трифакторного експерименту було розроблено оклада в'яжучого з комплексною добавкою, яка окладазться !з само-розоипного шлаку виробництва ферохрому, пилу-виносу феросил]ц!ю з добавкою метаоил!кату натр!ю, строки тужавлення якого в|дпо5|-дають ГОСТ 969-77 "Цемент глиноземистый. Технические условия". 1арост1йке в'яаучв характеризуется швидким нарощувавняи м!цност! в тридобовому пром!жку часу, як 1 у глиноземистого цементу. Характер зм!ни меж! и!цност! при отиоку в'яжучого з комплексною добавкою, в основному, под1бний глиноземиотому цементу. Значну чаотину свое! м!цност! /до 31%/ розроблен! склада в'яжучого втрачають при випалюванн! до 400°С внасл!док повно1 дег!драгац!1 г!дроалюм!нат!в кальц!ю. Але зниженйя. ы!цност1 у глиноземистого цементу проходить б!льш !нтенсивно. Це обумовлено тим. що у розроблених склад!в в'яжучого зменшилаоь к!льк!сть г!дроалюы!нат!в кальц!ю, дег!драта-ц!я яких приводить до р!зкого знияення м1цност!. Про наявн!сть г1дрооил1кат1в кальц!ю св!дчить ендотеры!чний ефект на крив!й ДТА при температур! 750°С, який в!доутн!й на крив1й ДТА глиноземистого цементу /рио./ ! значне зб!льшення /на 50$/ значень втрати маси в температурному Интервал! 600...Ю00°С.

2".

7

Рис. ДТА цементного каменш

1 - глиногеиистий цемент«

2 - жароот!йке в'яжуче з комплеконою

добавкою.

П1сля випалювання у в'яжучого з комплексною добавкою необх1дно в!дзначити утворення безводних алюм!нат!в кальц!ю, в основному» однокальц!евого алюм!нату /СЯ/ I наявн!сть висо-кокристал1чного гелен!ту /С^АЗ /, приоутнього в глиноззмисто-му цемент!. Так як 1дентчф1каЦ1я сил1катних фаз ускладнена внас-л!док значно! !нтенсивност! п1к!в « ПрИН&ДЛбКНИХ Сй ! сйяз , було проведено досл1даення фазового складу модально! систем» ФХШ /3 мае.д./ : ПФС /I мае.д./ : метасил!кат натр!ю /0.4-мас. д./, випалено! при температур! ИОО°С. На рентгенограм1 коия-лексно! добавки однозначно !дентиф! ковано. низькоосновн1 сил! -

8

кати кальц1ю типу воластонИу.

В процео! доол1д»ення жарост!йкого в'яжучого на оонов1 глиноземистого цементу 1 в!дход!в ферооплавнйх виробиицтв було вотаяовлэно р!зницю процео1в отруктуроутворення в пор!внянн1 а глиноаемиотии цементом. Необх1дно в!дм!тити» що у в'яжучого з комплексною добавкою в1дбуваеться приокорене утворення об'емного каркасу коло!дних частинок з м!цн1иими контактами в пор!внянн! а глиноземистим цементом. Прискорене утворення каркасу в жарост!й-кому в'яжу^ому в!дм!чено Шйом криво1 резонансно! частоти в б1льш ранн! строки н1ас у глиноземистого цементу» а утворення ы!цн!ших контакт!в у в'яжучого з комплексною добавкою п(дтверджузться ЫдоутШотю анижэння резонансно! частоти. Подальше п1двищення резонансно! частоти у жаростШйого в'яжучого е непрямою характеристикою в1доутност1 усадкових явищ в досл1дженому проы!жку часу, в той час як у глиноземистого цементу спостер!гають велик! усад-ков! явища. Одержаний результат е важливою умовою для Шдвищення довгов1чност! жарост!йких матер!ал!в.

Утворення щ!льн1шо! структури жарост1йкого в'яжучого на основ! глиноземистого цементу ! в1дход!в феросплавного виробництва п1дтверджуеться даними електронно-м1кроокоп!чних доол1джэнь. Ш-кроструктура г!дратованого в'яжучого характеризуемся великим увольнениям кристал!чних зрощень, зцементованих гелепод!бною ма-сою. яка представлена» в!рог1дно( низькоосновними г!дросил!катами кальц!ю ! г1драрг!л!том. Така структура в!дзначаетьоя зменшеними усадковиыи явищаыи. що п!дтверджуеться результатами визначення в!дносних л!н!йних деформац1й ! ходом к! не тики процесу структуро-.утво'рення.

При нагр!ванн1 в'яжучого до 400°С значно зыеншуеться криста-л!чя1сть внасл1док розкладу г!дроалюм!нат!в калы^ю. Подальше

п1двищеивд температуру до 800°С в!дм!чено наявнГс?ю аморфно! маои на поверх«! криоталИно! структуру, тобто проходить процео переходу новоутворень з аморф!8ованного стану в криотал!чний. Оптимально оп!вз!дношення аморфно! I кристальноI фаз робить цю отруктуру термост!йкою. П1сля випалювання в'якучого до температуря П00°0 необх!дно в!дзначити аб!льшення кристал!чнаст1 отруктури, для нко! характерн! р{вном!рн! t незначн! деструктива! явища. Це сприяв п!двищенню м|цноох! п!оля високотемпературного випалювання I температури ааотосування матер!алу.

Так!й отруктур! в!дпов1даз вменшений КЛТР /7,1»Ю~^ °C~V в пор!внянн! з глиноземистим цементом /8,?«I0~^ °C~ty, що, як в!до-мо, в1дпов!дае КЛТР алюмооил!катних заповшовач!». Встановлер! фак-тори сприяють п!двищенню термост!йкоот1 беюн!в.

Тривал!сть експлуатац!! вирой!в а жароот!йкого бетону заложить в1д floro оередньо! гуотини, в!дпов1дноот1 коеф1ц1ент1в л!в1й-ного терм!чного розширення в'яжучого I заповшовач!в. отруктури матер!алу, контрольно! i эалишково! м!цност1 жароот!йкого бетону* floro теплопроводное!!. Тому при розробц! хароот!йких термоот1й-ких натер! ал!в було проведено досл1дження по визначеншо пйрал!че-них характеристик ! встановлено 1х вплив на довгов!чн!оть жаро -ст!йкого бетону,

3 урахуванняы розроблених оптимальних оклад1в жароот!йкоро в'яжучого було одержано бетони на шамотному, нап!вкислому I иул!то-креынезеиистому заповнювачах з оередньою гуотиною п!сля виоушуван-ня 19Ю..Л940 кг/и3.

Визначення контрольно! ы!циост! показало, що ы!цн!сть одор-жаних бетон!в на 5...105» нижче к1цност! контрольних склад!в 1,4, 7 /табл./. Це визвано присутн!стю в кароот1йкому в'яжучому эначно! к!лькост! ы!нералу C.^S , що мае знижену ы1цн!сть в початковГ строки, тунавлення. Встановлено, що ы!цн!сть зразк!в жарост!йкого.

Ю

Таблица

Ф1 зико-техн1чн1 властивост! дарортгйких бетон{в

пйй! К!лък|сть матер1ал1в на I и"

пп

кг

гляно-'шлак ¡пил- !ыета-зешо-|Вироб-;винооу!сил1-тий ¡ництва;вироб-!кат цеыент;феро- ¡ництва!нат-¡хроиу |феро- !р1ю

сил1~ !

;ц1ю

заповнювач!

вид

фракц

5...10

I .им

0...5

!Конт- !3алиш-

-!рольна!кова

во-!ы1ц- !шц-да ¡н^стъ, Ьпсть, ! МПа | 56

!Клас ! !беюну !по I Ы1 ц-!ност1, ! В

I '( ! I

Коеф! -Ц1ен1 Л1Н1Й-ного терочного розши-рення.

х10-6ос-1

!Терыо-

!ст1й—

!к10ть,

!водн1

!тепло-

!зы1ни

! {

! 1

Клас бетону по гранично допустима температур! викорис-тання. И

I 400 - - - ШВ ' 726 726 , 248 20,1. 40 15 6,5 26 13

2 315 156 51 6,8 шв 640 655 286 16,2 62 15 4,6 55 13

3 341 130 -51 6,8 ШВ 640 655 280 17,0 53 15 ■ 5,5 49 13

400 - - ПБ 726 726 248 22,7 43 15 5,6 30 13

5 315 156 51 6,8 ПБ 640 655 286 21,8 58 15 4,5 57 13

6 341 "130 51 6,8 ПБ 640 655 280 22,5 51 15 4,9 51 ГЗ

7 400 - - - МКРС-45 750 750 248 23,5 46 15 4,9 33 13

8 315 .156 51 6,8 МСРС-45 664 679 286 22,3 58 15 4,3 59 13

9 341 130 51 6,8 КСРС-45 664 679 280 23,7 53 15 4,4 53 13

бетону, як! ваэнали нагр!яання в (нтераал! температур 100.,.800°С, зниаилась «а 38,.Л% в пор»вяянн1 а контрольною м!цн1отю араз-к!в, Да визвадо, в1рог1дно, перенриотал1з$ц1ею гекоаговально! форми г!дроалюм1нат1в кальц!ю в куб1чну, а тако« аб1льшенняй л1-н!йних деформац!й, При п!двищанн! температур« випалювання до 1Ю0°С опоотер1гавтьоя не значив зб1льиення м1дност1бетон1в внас-л!док ап1канвя цементно! коипознц! !,

Потр1бно вианачити, що аниження м!ццоот! при отиоку в про-дас! нагр1вання у жароот!йкого батону на глцноаеииосоыу цемент! проходить 61лбш !нтеноивно, н!к у ровроблених оклад!в. Упов!яь-нэння процеоу аниження н1цаоот1 у нароот!йких бетон!в а викорио-танням в!дход!в феросплавних виробництв пояошоетьоя утворенням у в'яжучому меншо! к!лькоот! г!дроалюм!нат1в каЛ1Ц1ю, особливо куб!чного , дег!дратац!я якого приводи» до р1акого ани-

ження м!цност1. Приоутн1сть у оклад! жароо^йнвго в'яжучого продукт! в тверд!ння гелевидно! фаэи, армовано! ополуками гексагонально! I куб1чно! оингокЯ г!дроалюм1нат!в кальц!ю. зм!цшое його структуру. В!льщ! значення аалишково! м!цност! у розробленах склад!в бетон!в /58...62$/ сприяють п1двшценню строку служби вироб1в.

Хароот!йк! бетони з викориотанням в!дход!в феросплавних виробництв« як 1 контрольн! склади 1,4,7, в!дпов!дають клаоу по м1цност! при отиоку В 15.

0дн1ею з основних причин аниження термНно! от1йкоот! бею-ну е р1зниця в деформац!ях при нагр1ванн! цементного каменю ! за'повшовач!в. У зв'язку з р!зними значениями КЛТР вих!дних компо-нент!в в бетон! .при нагр!ванн! виникають деформацМ, як! пору -шують структуру матер!алу, що поэначаетьоя, в першу чергу, на його довгов!чност1.

В результат! проведених досл!джень визначено КЛТР бетон1в,

як! приведен! в таблиц!, Для розроблених склад1в жарост!йкого бетону КЛТР окладаа 4,3.,.6,б«Ю~^ "С"1, що нижче значень для вIдповIдних кон*рольних склад!в А,9...6,5»10"^ °0-1/. Зниження КЛТР визвано тотожними значениями л!н!йних дефорыац!й в'яжучого I алюмооил!катнйх ваповнювач!в, що сПрияе п!двищенню довгов!ч-ноот! вироб!в. Значения тймпературно1 усадки для контрольних I розроблених оклад!в, вIдпов!дно. окладае 0,61...0,65^ ! 0.59... 0,62$.

Також в1домо» що п!двищення значень коеф!ц!енТу теплопровод-нос!1 матер!алу приводить до зб!льшення строн!в олужби жарост1й-ких бетон!в внасл!док в!доутноот! значного перепаду температур у. матер!ал!. Коеф1ц1ент теплопроводност! розроблених жарост!йких бетон!в знаходиться в цежах 0»79...0.82 Вт/м-К. в той чао як для контрольних окйад!в 0,77...0»80 Вт/ытК.

Шдвищення залишково! м1цност1 1 коеф1ц!енту теплопроводност! розроблених склад!й яарост!йкого бетону! зыеншення КЛТР ! темпе-ратурно! усадки будуть сприяти зб!льшенню терм!чно! ст1йкост! бетон!в.

В результат! проведених досл!джень встановлено, що розроб- • лен! склада бетон1в витримали в!д 49 до 59 цикл1в водних тепло-зм!н.

По гранично допустим!й температур! застосування розроблен! жарост!йк! бетони, як ! бетони на глиноземистому цемент!, в1дно-сяться до клаоу И 13.

Перев!рка результат1в лабораторних досл!джень в виробничих умовах Шдтвердила високу еконоы!чну ефективн.!сть розроблених жароот!йких бетон!в. Експлуатац!йн1 випробування футеровки на 1рп!нському комб!нат1 "Перемога" ! Очеретинському СПВБ 'Чндуст-р1я" п!дтвердили високу терм1чну ст!йк!ст.ь /39...42 циклу/. Обо-ротн!сть вагонеток тунельних печей без ремонту зб!льшилася в 3...8 раз!в. Соб!варт!сть вироб1в знизилась на

основн! вдоновки по робот(

I. Шдтвврджеца робоча г!потева про 1к>*пи«1оть п|двицвння довгов1чноот! кароогШкого батону на гдищ>замиотому цемент! шляхои викориотання в бетон! комплексно! добавки, но окладаеть-оя !в щдаку виробництва ферохрому ! пилу-винооу ферооил1ц1ю,

2« 8а допомогою трифактораого плану вотановлено ! доол!дно-екопериментальниц шляхом п!дтверджено оптциальний оклад жаро-от|йкого в'яжучого, що м!отить 60 иао.д. глиноаемиотого цементу» ВО иао.д. шлаку виробництва ферохроиу, 10 мао.д. пилу-винооу виробництва феросил!ц!ю а добавкою 0,4 иао.д. иетаоил!кату натр!ю.

3. Розробланий оклад в'яжучого характеризуется такими характеристиками» строки тужавлоння - 2 год.35 хв...2 год.48 хв., к!пець 8 год.51 хв.,.4 год.06 хв.| межа и!цноот! при отиоку п1о-ля трьох д!б тужавлвння в звичайних уиовах 88,6.,,41.8 Ша| иежа и!цноот! при отиску п!оля випалювання при температур! ИОО°С - 23,4,,»24,5 Ша1 коеф!ц!ент л!н1йного терм!чного розши-рення - 7.1.10"6 °С-1.

4. Виявле.но особливоот! процео!в отруктуроутворення жаро-

*

от!йкого в'яжучого на основу глинозеииотого цементу ! в!дхрд!в фзрооплавних виробництв. Вотановлено, що присутн!оть у в'яжуч!й сиотем1 шлаку виробництва ферохрому I пилу-винооу ферооил!ц1ю оприяють зиеншэнню усадкових явищ ! отрицанию переходу гекоаго-нальних г!дроалюм!нат1в кальц!ю в куб!чн!, що приводить до ота-б1л1зац1! структури матер!алу 1 упов!льненню щвидкоот! зниження м!цност! п!сля виоокотемпературного випалювання.

5. 1,'втодаыи рентгенофазового ! диференц!йно-терм1чного ана-' л!з1в досл!джено фазовий оклад г!дратних новоутворень в'яжучого який тверд!в в нориально-вологих уиовах 1 випаленого при температурах 400.500 ! 1Ю0°С. Вотановлено, що п!сля високотеыператур-

ного випалювання м!нерально-фазовий оклад в'яжучого предотав-лано м!нералами Cfl . C^flS t сил1катами кальц!ю типу вола-отон!ту,

6. Дослужена м1кроструктура цементного каменю в процес! його нагр!вання, Э др1бнозерниото1 щ!льно! структури, зцемен-товано! гелеобразнога масою, г!дратоване в'яжуче переходить п!сля випалювання до температуря 1Ю0°С в оиотэму зрощених макрокристаЖв, утворюючи короткий армований каркас.

7. Розроблен1 оптимальн! оклади жарост1йких бетон!в з оередньою гуотйною п!сля виоушування I9I0...I940 кг/м3. класу по м!цност1 В 15 i по гранично допустима температур! застосу-вання И 13. залишковога ы1цн1стю 51...63?. В1дм1тнога особлив(с-тю роэроблених оклад!в жарост1йких бетон!в е п!двищэна терм1чна ст!йк1сть. яка складае 49....59 цикл1в водних теплозм!н.

8. Результати роботи п!дтвердаено в промиолових умовах. Зд1йснено випуск досл1дно! партН блок1в для футерування п!чних вагонеток. Експлуатац1йн1 досл1дження футеровки п!дтвердили високу терм1чну ст!йк1сть /39...цикл1в/ розроблэних склад1в жарост!йкого бетону. 0боротн1сть п!чних вагонеток зб1льшилася

в 3...8 раз1в. Економ1чна ефективн!сть за рахунок еконои!I глиноземистого цементу склала 22$, а зниження соб!вартост1 жарост1йкого бетону - 12...15^.

Основн! положения дисертацН опубл!ковано в наступних роботах:

I. Бессмертный Н.П., Тропинов А.М.. Анисимов А.Б., Иконников В.А. Эффективные тонкомолотые добавки для производства жаростойких бетонов./ Наука - строительному производству // Тезисы докл. Региональной конференции ученых Сибири и Дальнего Востока. - Новокузнецк, 1989. - С.84-85.

2. Бесоуертный Н.П., Иконников В.А, Жаростойкие композиции на оонове глиноземцотого цемента и отходов феррооплавных производств / Пути ресурсосбережения в прриаводотве строительных материалов и uammlt // ?езиоы докл.оовещ. - Пэнаа, 1989, -0.6,

3. Баосуэртный Н.П., Иконников S.A. Эффективность использования гранулированного шлака он выплавки оишкомарганца в жаростойких бетонах на глиноземистом цементе // Промышленные отходы - резерв строительного производства // Те виси докл.ооващ.-

' Оеваотополь, 1990, - 4.1. - 0,46-46.

4. Базоиэртний М.П., Чарн1кова С.П., АнЫыов А.Б.. Iконн!-ков В,A. i'apooTiй«ий бетой // АПКt янут, техн1на, практика. .К., 1990, - II2S, - С.84-86,

5. А.о. te I5768IQ /СССР/, Сырьевая смеоь для и8гоювяе»ця жаростойкого бетона /Н.П.Бзсомертный. П.В.Вахарченко, Л.И.Корниец, В.А,Иконников. -Опубл. в БИ №26, 1990,

6. A.c. К! 1585306 /СССР/, Сырьевая скось для првгрговлацкя жаростойкого бетон» /Н ,П.Бвоомер»ный. П.В.Бахарченко, Т.Е.Захар-ченко. В.А.Иконников. Л.И.Корниец. - Опубл. в БИ №30. 1990.

7. Беоомертный Н.П., Иконников В.А. Жаростойкий бетов на основе глиноземиотогр цемента и гранулированных шлаков ферросплавного производства // Информ.лНоток о НТД №35-91, - К,» ППП УкрНИИНТИ. 1991. -Н.

8. А.о. № 1648922 /СССР/. Сырьевая оцеоь для изготовления жаростойкого бетона /Н,П.Бессмертный, В.А.Иконников, П.В.Захар-чвнко, Л.И.Корниец, В.А.Киолицын, В.И.Ерко, - Опубл. в БИ №:18, 1991.

9. Бессмертный Н.П., Иконников В.А. Жаростойкие композиции на основе глиноземистого цеиента и отходов ферросплавных производств. В сб.: Комплексное использование минерального сырья и

попутных продуктов при производстве строительных материалов. -Ки УМК ВО, 1991. - 0.48-54.

. 10. А.о. N5 1758029 /СССР/. Нароотойкое вяжущее /Н.П.Бео-омертный, В.А.Иконников, С.М.Ушаткин, В.Б.Недйгорокий» Л.И.Норниец, В.Д.Дйденко. П.В.Кривенко. - Опубл. в БИ №32, 1592.

11. Бессмертный Н.П., Иконников В.А. Эффективность использования диопэроных Отходов производства ферросилиция в жаростойких бетонах на основе глиновемИоТо^Ь цемента / Экология промышленного региона // Тезисы доял.совещ. -Донецк, 1998. - С.21.

12. А.о. № 1818817 /СССР/. Сырьевая ойесь для жароотойкого бетона / Н.П.Бессмертный, В.А.Иконников, П.В.Захарченко, Л.И.Кор-ниец. - Опуйл. в БИ №.20,. 1993.

Шдч. до друку 6i.0C.9V „.

Пап,р дру, У, Спос1б друку офсетннй. ум0,,

Умо.м. фар5о-в|дб. <оу> . овл.-вид. ярк / а Р '

Тираж . Зам. М^оте .

Ф1рма «В1ПОЛ» 252151, КиТ», пул. Волинська, 60.