Состав, получение и свойства алюмомагнезиальных цементов

• Автор: Третьякова, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Значение жаростойких материалов в технике.

1.2. Разновидности огнеупорных цементов.

1.3. Свойства огнеупорных цементов

1.4. Способы получения глиноземистых цементов.

1.5. Состав и свойства магнезиальных вяжущих

1.6. Выводы, цель и задачи исследования.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика исходных материалов

2.2. Методы исследования .

3. МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ СаО, , АОз

3.1. Термодинамический анализ реакций образования
минералов алюмомоагнезиального клинкера .
3.2. Кинетика процесса и последовательность
образования минералов при твердофазовом синтезе .
3.3. Кристаллизация минералов из расплава
4. ГИДРАТАЦИЯ И ТВЕРДЕНИЕ АЛЮМОМАГНЕЗИАЛЬНОГО ЦЕМЕНТА
4.1. Гидратация и твердение цемента на основе
клинкера твердофазового спекания и плавления
4.2. Г идратация и твердение смешаных цементов
на основе глиноземистых и магнезиального цемента
4.3. Дегидратация цемента и его свойства при
повышенных температурах
5. СОСТАВ И СВОЙСТВА ОГНЕУПОРНОГО БЕТОНА
5.1. Подбор состава бетона .
5.2. Исследование свойств бетона
6. ОПЫТНО ПРОМЫШЛЕННЫЙ ВЫПУСК И ПРИМЕНЕНИЕ ЦЕМЕНТА
6.1. Разработка нормативнотехнической
документации на выпуск опытных партий цемента.
6.2. Выпуск опытно промышленной партии
ф алюмомагнезиального цемента и ее применение
7. ВЫВОДЫ
8. ЛИТЕРАТУРА.
9. ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


В тепловых агрегатах химической промышленности огнеупорный слой футеровки, соприкасающийся с рабочей средой, должен обладать достаточной устойчивостью к химическому воздействию при высоких температурах газовой среды водорода и оксида углерода. Восстановительная атмосфера оказывает отрицательное воздействие на футеровку тепловых агрегатов, что выражается в разрушении футеровочных материалов в результате отложения сажистого углерода и изменения в объеме соединений железа, образующихся в результате взаимодействия оксида углерода и водорода с Ре3. Последующее взаимодействие Ре с С приводит к образованию Ре3С. Кристаллизация карбида железа сопровождается значительным увеличением в объме, приводящим к разрушению структуры материала. Поэтому количественное содержание Ре3 в высокоглиноземистом цементе ограничено 2, а в особочистом высокоглиноземистом 0,2. В восстановительной среде БЮ2 взаимодействие с оксидом углерода и углеродом с образованием ЭЮ и Бь Оксид кремния может реагировать с парами воды с образованием гидрата 8КОН4. Выделение кремния и синтез гидрата приводит к возникновению внутренних напряжений в бетоне и разрушению футеровки 6. Поэтому в этих условиях должны применяться жаростойкий цемент и химически чистый бетон на основе алюминатов кальция. Авиационная и ракетная техника. В авиационной и ракетной технике применяются материалы повышенной жаростойкости и теплостойкости. Высокие рабочие скорости, значительный перепад температур предъявляет особые требования к жаростойким материалам. Так, при разработке межконтинентальных баллистических ракет дальнего действия основная техническая проблема возникает в момент прохождения ракетой плотных слоев атмосферы при высокой скорости до 7 кмс. В этих условиях материал испытывает огромную ударную нагрузку 5, 7, температура при этом может достигать десятков тысяч градусов. Необходимо было создать специальную тепловую защиту, во избежание полного сгорания ракеты, подобно метеориту. Исключительная важность таких покрытий имеет место при длительных пилотируемых полетах 8. В результате исследований были разработаны составы на основе жидкого стекла и оксида цинка 9, металфосфатных вяжущих , а затем бариевого глиноземистого цемента , . Немаловажную роль жаростойкие материалы играют в энергетике, электровакуумной технике и других отраслях промышленности. Возможность применения и значение жаростойких бетонов в футеровках тепловых агрегатов различных отраслей промышленности обстоятельно рассмотрены в обзоре В. В. Жукова и Н. П. Ждановой Н. П. . Данные, приведенные в обзоре, охватывают отечественный и зарубежный опыт разработок, исследований и применения жаростойких бетонов. Известны следующие виды огнеупорных цементов глиноземистые, цирконийсодержащие, шпинельсодержащие и фосфатные. Первые три группы цементов основаны на использовании глиноземистого цемента, модифицированного различными соединениями. Фосфатные вяжущие представляют собой обособленную группу цементов, поэтому применительно к задачам нашей работы, они рассматриваются менее подробно, чем глиноземистые цементы. Глиноземистые цементы. Цементы в зависимости от количества оксида алюминия и нежелательных примесей в их составе подразделяют на четыре вида обычный глиноземистый ГЦ, выпускаемый по ГОСТ 9 высокоглиноземистый ВГЦ алюмотермического производства по ТУ РСФСР3. ТУ 9 особочистый высокоглиноземистый ОВГЦ, выпускаемый по ТУ . Согласно ГОСТ 9 различают четыре типа глиноземистого цемента табл. Таблица 1. Вид Содержание оксидов, мае. ВГЦ1 1. ВГЦII 1. Содержание оксида железа представляет собой сумму Ре3 и ИеО, пересчитанных на Ре3. Химический состав глиноземистого цемента. Химический состав цемента является важной характеристикой для оценки его качества. В отличие от портландцемента, химический состав которого представлен в основном известью и кремнеземом, глиноземистый цемент, помимо оксидов кальция и алюминия, содержит в небольших количествах также оксиды железа, титана, магния и другие табл. Оксид алюминия является основным оксидом, обеспечивающим образование алюминатов кальция. Для получения высокоглиноземистых цементов содержание А в смеси должно быть не менее . С увеличением количества оксида алюминия в цементе его огнеупорность повышается .