УДК 691.434.7:666.76:691.33

ВЛИЯНИЕ РЕЦЕПТУРНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЖАРОСТОЙКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МОЛОТЫХ ШЛАКОВ И ГЛИН

Батынова Алина Алесандровна1, Тарасов Роман Викторович2, Макарова Людмила Викторовна3
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент

Аннотация
На обеспечение высоких эксплуатационных свойств жаростойких материалов влияет большое количество различных факторов. В статье проведен анализ влияния рецептурных и технологических факторов на физико-механические и термомеханические свойства жаростойких композиций на основе шлаков и глин, активированных щелочами.

Ключевые слова: глиношлаковые композиты, рецептурные и технологические факторы, эксплуатационные свойства.


THE INFLUENCE OF PRESCRIPTION AND TECHNOLOGICAL FACTORS ON THE PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF HEAT-RESISTANT MATERIALS ON THE BASIS OF GROUND SLAG AND CLAY

Batynova Alina Alexandrovna1, Tarasov Roman Viktorovich2, Makarova Ludmila Viktorovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, student
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Abstract
To ensure high performance refractory materials affects a large number of different factors. The article analyzes the influence of prescription and technological factors on the physico-mechanical and thermo-mechanical properties of heat-resistant compositions based on slag and clay, alkali activated.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Батынова А.А., Тарасов Р.В., Макарова Л.В. Влияние рецептурных и технологических факторов на эксплуатационные свойства жаростойких материалов на основе молотых шлаков и глин // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 1. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45013 (дата обращения: 02.06.2017).

В качестве эффективных материалов, предназначенных для футеровки промышленных печей, могут использоваться материалы на основе глиношлакового вяжущего [1…3]. Данный вид вяжущего позволяет получить композиционные материалы с высокими эксплуатационными характеристиками [1…4].

Ранее проведенными исследованиями установлено, что и глины и шлаки определенного минералогического состава при оптимальном соотношении компонентов и дисперсности позволяет получить твердеющую структуру с высокими термическими характеристиками [5…10].

Для получения материала с оптимальными физико-механическими характеристиками необходимо учитывать большое количество факторов, значительно сказывающихся, в конечном счете, на свойствах готового продукта. К таким факторам можно отнести: оптимальное соотношение компонентов смеси, вид формования, водо-твердое отношение, тепловлажностная обработка и т.д.

Одним из важнейших факторов можно считать водотвердое отношение. Уменьшение количества воды при формовании позволяет увеличить плотность и прочность готовых изделий за счет снижения их пористости. Как правило, количество воды при формовании значительно больше необходимого, требуемого для гидратации частиц вяжущего, что позволяет получить формовочную смесь с наилучшей удобоукладываемостью.

Необходимость изучения физико-механических и термомеханических свойств жаростойких композиций при различном водосодержании обусловлена разработкой технологии формования прессованных мелкоштучных изделий или вибрационно-уплотненных мелкозернистых бетонов.

Важным для технологии получения наполненных жаростойких композиций является выявление формирования их прочности в зависимости от количества и зернистости заполнителя.

В данном разделе перед исследователем была поставлена задача изучения влияния содержания заполнителя и его фракционного состава, видов формования и их влияния на формирование гидратационной прочности, ее изменения после термической обработки, термостойкости и характера разрушения образцов в процессе ее.

В данной работе исследовались прессованные (составы 1-3, табл. 1) и виброуплотненные (составы 4-6) жаростойкие глиношлакошамотные композиции, изготовленные на основе вяжущего из Липецкого шлака  с Sуд=350 м2/кг и Иссинской глины с Sуд=500 м2/кг. В качестве заполнителя использовался шамотный песок и бой шамотного кирпича различного фракционного состава. Смесь затворялась водо-щелочным раствором NaOH в количестве 2% в пересчете на сухое вещество от массы смеси. Прессование производилось при давлении 20 МПа. Составы исследуемых образцов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Составы  образцов

Составы композиций

Соотношение компонентов в массовых %

В % от массы композиционного вяжущего

Шлак

Глина

Шамотный песок

Бой шамотного кирпича фр. 0,6-1,25 мм

Бой шамотного кирпича фр. 1,25-2,5 мм

NaOH

Вода

1

22,05

60

14,71

40

36,76

100

-

-

25

68

1,47

2

2

22,72

60

15,15

40

-

37,87

100

-

22,72

60

1,47

2

3

22,72

60

15,15

40

-

-

37,87

100

22,72

60

1,47

2

4

26,54

60

18,02

40

44,24

100

-

-

10,6

24

0,88

2

5

26,54

60

18,02

40

-

44,24

100

-

10,6

24

0,88

2

6

26,54

60

18,02

40

-

-

44,24

100

10,6

24

0,88

2

Значительная разница в количестве воды затворения при разных видах формования, оказывает сильное влияние на эксплуатационные характеристики глиношлакового материала (табл. 2).

Таблица 2. Основные свойства исследуемых глиношлакошамотных составов

Прочность на сжатие Rсж, МПа, через, сут.

Прочность на сжатие в высушенном состоянии Rсж, МПа

Прочность на изгиб в высушенном состоянии Rи, МПа

Термостойкость, цикл

Потеря прочности после прокаливания, %

3

7

28

1

4,94

8,33

13,82

16,0

2,95

15

-59,25

2

4,55

6,33

14,00

16,2

3,51

17

-50,9

3

3,77

6,89

13,41

15,7

3,89

9

-76,8

4

18,33

21,44

37,22

51,11

8,33

44

-20,4

5

12,55

16,67

25,55

54,4

7,95

42

-38,0

6

15,55

20,44

23,88

50,0

9,64

71

-55,6

Прессованные образцы обладают достаточно высокими показателями прочности в начальные и конечные сроки твердения по сравнению с виброуплотненными и превышают их более чем в 3 раза. В свою очередь заполнители в прессованных композициях практически не снижают прочности глиношлакового вяжущего.

Кроме того, обладая более плотной и связанной структурой, прессованные образцы показывают высокие результаты термической стойкости и остаточной прочности. Термическая стойкость виброуплотненных образцов находится в пределах 9-15 циклов водных теплосмен, в то время как термостойкость прессованных изделий достигает 70 циклов водных теплосмен.


Библиографический список
  1. Тарасов, Р.В. Эффективный жаростойкий материал на основе модифицированного глиношлакового вяжущего [Текст] / Р.В. Тарасов: канд. диссертация. –  ПГАСА, 2002.-150 с.
  2. Калашников, В.И. Новый жаростойкий материал для футеровки промышленных печей [Текст] / В.И. Калашников, В.Л. Хвастунов, Р.В. Тарасов, Д.В. Калашников // Строительные материалы. – 2003. – №11. – С.40-42.
  3. Батынова, А.А. Технология производства материалов на основе активированного шлака и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/43378 (дата обращения: 06.01.2015).
  4. Глиношлаковые строительные материалы /В.И. Калашников, В.Ю. Нестеров, В.Л. Хвастунов и др.; Под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. В.И. Калашникова. – Пенза: ПГАСА, 2000. -  207 с.: ил.
  5. Слепова, И.Э. Оценка возможности использования глин месторождений Пензенской области для производства керамической продукции [Текст] / И.Э. Слепова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2014.- № 8 [Электронный ресурс].- URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/08/37211 (дата обращения: 20.08.2014).
  6. Блохина, Т.П. Оценка воздушных и огневых усадочных деформаций глин месторождений Пензенской области [Текст] / Т.П. Блохина, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2014.-№ 8 [Электронный ресурс].- URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/08/37254 (дата обращения: 25.08.2014).
  7. Батынова, А.А. Анализ термических свойств металлургических шлаков [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/43380 (дата обращения: 06.01.2015).
  8. Батынова, А.А. Анализ огнеупорных свойств композитов на основе металлургических шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/43495 (дата обращения: 08.01.2015).
  9. Батынова, А.А. Оценка влияния дисперсности компонентов вяжущего на свойства композиционных материалов на основе молотых шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/44900 (дата обращения: 10.01.2015).
  10. Батынова, А.А. Анализ теплопроводности теплоизоляционных материалов на основе металлургических шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/44984 (дата обращения: 10.01.2015).


Все статьи автора «Макарова Людмила Викторовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: