Оптимизация составов жаростойких бетонов на цементных вяжущих и отходах металлургической промышленности

• Автор: Бобоколонова, Ольга Витальевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Современное состояние и перспективы производства жаростойких бетонов на заполнителях из отходов металлургической промышленности

1.1 .Анализ отходов металлургической промышленности

1.2.Вяжущие вещества, тонкомолотые добавки и

пластификаторы для жаростойких бетонов

1.3.Жаростойкие бетоны на основе шлаковых заполнителей

ф 1 АБетоны на заполнителях из боя шамотных огнеупоров

2. Материалы и методы исследований

2.1 .Материалы для жаростойких бетонов

2.2.Методы испытаний

2.2.1. Испытания исходных материалов и бетонов
2.2.2. Определение огнеупорности заполнителей и бетонов
2.2.3. Методы рентгенофазового анализа
2.2.4. Методы оптимизации составов и свойств бетонов
3. Исследование влияния тонкомолотых добавок на свойства цементных вяжущих и бетонов
3.1.Исследование влияния тонкомолотых добавок
на огнеупорность цементных вяжущих
3.2.Влияние тонкомолотых добавок на свойства жаростойких шлакопемзобетонов
3.3.Исследование влияния тонкомолотых добавок на свойства жаростойких бетонов на шамотных заполнителях
и высокоглиноземистом цементе
3.4.Выводы
I
4. Оптимизация составов жаростойких бетонов
4.1 .Подбор составов жаростойких бетонов на шлаковых и
шамотных заполнителях с помощью диаграмм состояния силикатных систем
4.2.0пределение оптимальных составов жаростойких
шлакопемзобетонов с помощью математического планирования эксперимента
4.3.Выводы
5. Исследование структуры и свойств жаростойких бетонов с
помощью рентгенофазового анализа
5.1.Исследование причин разрушения жаростойких бетонов на заполнителях из литого шлакового щебня
5.2.Исследование структуры шлакопемзобетонов
5.3.Исследование структуры жаростойких бетонов на заполнителях
из боя шамотных огнеупоров
5.4. Выводы
6. Внедрение оптимальных составов жаростойких бетонов
6.1.Практические пути использования жаростойких бетонов в тепловых агрегатах металлургической промышленности
6.2.Изготовление боровов коксовой батареи 1 ОАО НЛМК из жаростойкого шлакопемзобетона оптимального состава
6.3.Изготовление защитных экранов и щитов конструкций
литейного двора ККЦ2 ОАО НЛМК из жаростойких бетонов
6.4.Техникоэкономические показатели применения жаростойких бетонов на основе отходов металлургической промышленности
6.5.Выводы
Выводы
Литература


Исследованиями O. A. Есина, А. Н. Самарина, J1. A. Шварцмана и др. По теории термодинамики силикатных гетерогенных систем их структура после охлаждения зависит от соотношения числа центров кристаллизации (ч. В шлаковых расплавах всегда присутствуют и твердые тугоплавкие частицы, и пузырьки газов, являющиеся готовыми центрами кристаллизации. Рост кристаллов зависит от скорости охлаждения и происходит при строго определенной температуре, а их размеры - от продолжительности выдержки при этой температуре. В последнем случае указанные температуры должны быть максимально удалены друг от друга. Способы производства шлаковой пемзы. Шлаковую пемзу получают быстрым охлаждением расплава, обеспечивающим еще и вспучивание гранул. При этом шлак должен быть устойчив ко всем видам самораспада. Известно несколько способов производства шлаковой пемзы: брызгально-траншейный, вододутьевой, бассейновый и гидроэкранный [6,1]. Брызгально-траншейный способ является самым простым и высокопроизводительным. Но при этом получается неоднородная структура пемзы с неравномерной пониженной пористостью и невысокими физико-механическими свойствами. Кроме того, под траншеи требуются большие производственные площади. Вододутьевой способ заключается в дроблении шлакового расплава в аппаратах специальной конструкции, где производится перемешивание его сжатым воздухом или паром. Такая установка была освоена УралНИИСТРОМПроектом в Челябинске и усовершенствована для получения качественной пемзы. Последнее заключалось в том, что зерна пемзы размером не более мм с температурой около 0°С окатывали в барабанном холодильнике для повышения поверхностной прочности [, , , 1]. Бассейновый способ в России был освоен в году на Кузнецком металлургическом комбинате, а в году в Череповце. Бассейны для получения шлаковой пемзы были стационарными. В нем обрабатывался большой объем шлакового расплава, где одновременно происходили процессы вспучивания, кристаллизации и формирования поризованной структуры. Такой бассейн позволял широко регулировать степень поризации и получать устойчивую структуру пемзы даже из шлаков, склонных к самораспаду. Недостатками стационарного бассейна явились: трудоемкость выгрузки и очистка днища. Кроме того, пемза, полученная бассейновым способом, наряду с мелкими порами, имеет крупные открытые поры, снижающие ее качество. Бассейновый опрокидной способ впервые был освоен на Новолипецком комбинате трестом «Железобетон» в году. Опрокидной бассейн является модернизацией стационарного бассейна. В нем устранены основные недостатки, связанные с эксплуатацией (выгрузка, очистка и т. Впервые они были внедрены в ФРГ, несколько позже шлакопемзовая установка с двумя опрокидными бассейнами построена в ГДР. В Липецке исследования по получению шлаковой пемзы с помощью опрокидного бассейна велись в -е годы институтом ВНИИСТРОМ совместно с Липецкой центральной научно-исследовательской лабораторией по строительству и стройматериалам (ЦНИЛ) [6, 1]. В этот период шлаки Новолипецкого металлургического завода были подвержены силикатному распаду и характеризовались чрезмерно большими колебаниями физико-химических свойств. Поэтому выбранный метод пори-зации должен был отвечать двум требованиям: быть в достаточной мере «нечувствительным» к изменению свойств шлакового расплава и способствовать стабилизации пемзы от силикатного распада. Из всех рассмотренных способов получения шлаковой пемзы таким условиям ближе всего в то время отвечал опрокидной бассейн, поэтому он был принят как основное поризующее устройство. Однако в процессе эксплуатации (- гг. К этому времени в НИИСМИ (Киев) под руководством B. C. Григорьева был разработан гидроэкранный способ получения пемзы, показавший хорошие результаты на Криворожском металлургическом заводе [6]. Поскольку шлаки Новолипецкого металлургического завода значительно раскислились и стали более стабильными по своим физико-химическим свойствам, опрокидной бассейн на липецкой шлакопемзовой установке в году был заменен гидроэкранным устройством [8].