Композиционные огнеупорные вяжущие на основе глиноземистых цементов

• Автор: Тюрников, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Состояние вопроса, рабочая гипотеза и задачи исследования

1.1. Основные виды жаростойких бетонов

1.2. Свойства жаростойких бетонов на различных вяжущих

1.2.1. Жаростойкие бетоны на основе жидкого стекла

1.2.2. Жаростойкие бетоны на основе фосфатных связующих

1.2.3. Жаростойкие бетоны на основе портландцемента

1.2.4. Жаростойкие бетоны на основе глиноземистых цементов

1.3. Совершенствование составов огнеупорных вяжущих на основе

глиноземистых цементов

1.4. Совершенствование составов жаростойких бетонов на основе
глиноземистых цементов
1.4.1. Виды корректирующих тонкодисперсных минеральных добавок
1.4.2. Влияние дисперсности и агрегатного состояния добавок на
их эффективность и роль
1.4.3. Химический состав добавок
1.4.4. Количество вводимых дисперсных добавок
1.4.5. Механизм действия добавок
1.5. Рабочая гипотеза и задачи исследования
2. Методы и объекты исследований
2.1. Стандартные и общепринятые методы
2.2. Математическая обработка результатов исследований
2.3. Характеристики используемого сырья и добавок
3. Теоретическое обоснование жаростойких композиций на основе
глиноземистых цементов с регулируемым фазовым составом
3.1. Изменение фазового состава минералов глиноземистых цементов
при твердении
3.2. Особенности фазовых превращений отдельных составляющих цементного камня при термообработке
3.2.1 Фазовые превращения С4АН3
3.2.2 Фазовые превращения А1ОНз
3.2.3 Фазовые превращения СгАНв
3.2.4 Фазовые превращения САН0
3.2.5 Виды и температурные области активного фазового состава
3.3. Обоснование причин, влияющих на снижение прочности
цементного камня при термообработке
3.4. Выбор вида ультрадисперсных добавок
3.5. Выводы по 3 главе
4. Разработка составов жаростойких композиционных вяжущих
4.1. Повышение долговечности жаростойкого бетона за счет
совмещения термоактивных фаз составляющих цементного камня
4.2. Многофункциональная роль,Ре2Оз в жаростойких композициях
4.3. Композиционные вяжущие с тугоплавкими и огнеупорными
добавками
4.4. Выводы по 4 главе
5. Жаростойкие бетоны на основе разработанных композиционных
вяжущих
5.1. Результаты исследований
5.2. Исследование влияния шламовых отходов на свойства бетонных
композиций
5.3. Выводы по 5 главе
6. Промышленные испытания разработанных составов жаростойких
бетонов
6.1. Условия проведения испытаний
6.2. Результаты апробации
6.3. Выводы по 6 главе
7. Эффективность внедрения в производство разработанных составов
7.1. Исходные данные
7.2. Расчет экономической эффективности
7.3. Выводы по 7 главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


По предельно допустимой температуре применения жаростойкие бетоны разделяются на классы от ИЗ до И (с предельно допустимой температурой применения соответственно от 0 до °С) []. В настоящее время существует большое разнообразие жаростойких бетонов на основе различных вяжущих. По составу вяжущее для жаростойких бетонов можно условно разделить на две части. Огнеупорная неорганическая твердая составляющая вяжущего получила название огнеупорного цемента. Таким образом, вяжущее для жаростойких бетонов - это дисперсная система, состоящая из огнеупорного цемента и химической связки и обеспечивающая твердение бетонов и сохранение их прочности при низких температурах, сохранение прочности при средних температурах и формирование износоустойчивой структуры вплоть до высоких температур с минимальным снижением огнеупорности. В качестве вяжущего вещества для жаростойких бетонов используют: портландцемент с тонкомолотыми добавками, шлакопортландцемент, глиноземистый и высокоглиноземистый цементы, шлаковые вяжущие, жидкое стекло с различными отвердителями, периклазовый цемент и фосфатные связующие, в частности алюмофосфатные, алюмохромофосфатные, цирконийфосфатные, магнийфосфатные, железофосфатные и др. Вяжущие для жаростойких бетонов классифицируются по следующим видам: гидравлические, воздушные, химические и органические. В свою очередь, жаростойкие бетоны, в зависимости от условий твердения, разделяются на материалы воздушного, химического и гидравлического твердения. К бетонам воздушного твердения относятся бетоны на силикатных вяжущих, в которых дисперсная фаза представлена различными “огнеупорными цементами” (огнеупорными порошками), а дисперсная среда -щелочными силикатами (жидкое стекло), этилсиликатами, кремнеземом и другими растворами, содержащими золи кремниевой кислоты []. Силикатные вяжущие на основе жидкого стекла применяются в композиции с отвердителями. К бетонам химического твердения относятся материалы на фосфатных связующих. Это - дисперсные системы, в которых в качестве дисперсной фазы используют различные огнеупорные тонкомолотые наполнители, а в качестве дисперсионной среды (затворителя) - ортофосфорную кислоту или водные растворы фосфатов. Механизм твердения фосфатных связующих сложен. К жаростойким бетонам гидравлического твердения относятся бетоны на портландцементе (ПЦ) и его разновидностях с добавками, глиноземистых (ГЦ) и высокоглиноземистых (ВГЦ) цементах, барийалюминатных, периклазалюминатных, шлакощелочных цементах. Дисперсной средой в таких вяжущих является вода или растворы солей []. Твердение цементного камня происходит за счет химического связывания воды. Огнеупорность связующего определяется огнеупорностью клинкерной части и составляет: для ВГЦ — °С, для ГЦ - °С и - для ПЦ - - °С [ 1 ]. Применение любого из перечисленных вяжущих в составах жаростойких бетонов имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе вяжущего. Жаростойкие бетоны относятся к классу специальных бетонов [] и предназначены для восприятия воздействия температур выше 0 °С. Жидкие стекла - это технические водные растворы, получаемые автоклавным гидратированием щелочных силикатов. В практике наиболее распространено натриевое жидкое стекло, как наиболее дешевое, в меньшей степени — калиевое. Вяжущие свойства жидкие стекла приобретают в результате физикохимического взаимодействия щелочных силикатов с кремнефтористым натрием (или калием) или другими добавками - отвердителями, в результате которых они разлагаются и коагулируют. Твердение бетона в этом случае происходит не в результате гидратации минералов, а в результате образования коллоидного клея [8КОН)4], который приобретает максимальную прочность после высушивания. Клеящие свойства жидкого стекла обеспечиваются главным образом дегидратацией его в воздушно-сухой среде, т. Огнеупорность бетонов на жидком стекле определяется огнеупорностью аморфного кремнезема, образующегося при твердении, а термостойкость в несколько раз превышает термостойкость огнеупорного кирпича.