В качестве жаростойких материалов, предназначенных для футеровки промышленных печей могут использоваться наполненные глиношлаковые композиционные материалы, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками [1…10].
Глиношлаковое вяжущее содержит в своем составе молотый гранулированный Липецкий шлак (Sуд=3000-3500 см2/г) и глину Иссинского месторождения Пензенской области (Sуд=4800 см2/г) [11…13]. В качестве активизатора твердения использовалась щелочь NaOH, вводимая в количестве 2% от массы вяжущего. Наполнителями служили шамотный песок (Мкр=1,8), бой шамотного кирпича, тонкомолотый шамот (Sуд=4000 см2/г).
Ранее проведенные исследования позволили оценить структуру глиношлаковых композиций с точки зрения оценки пористости и водопоглощения различных составов [14]. В то же время интерес представляет изменение структурных характеристик композитов после обжига. Составы исследуемых композитов представлены в табл. 1.
Таблица 1. Состав исследуемых композиций
|
№
|
Состав композиционного материала |
Вид формования |
|||
|
Шлак |
Глина |
NaOH |
Вода |
||
|
1 |
87,72 |
- |
1,75 |
10,52 |
Р=20МПа |
|
2 |
75,75 |
- |
1,51 |
22,72 |
Виброуплотнение |
|
3 |
52,63 |
35,08 |
1,75 |
10,52 |
Р=20МПа |
|
4 |
45,45 |
30,3 |
1,51 |
22,72 |
Виброуплотнение |
Однократный обжиг (выдержка при t=800°С в течение 4 часов) оказывает значительное влияние на водопоглощение и пористость жаростойкого глиношлакового материала Показатели открытой пористости (соответственно и показатели массового водопоглощения) после обжига значительно выросли. Пористость образцов из чистого шлака (табл. 1., составы 1, 2) составила после обжига 27,70% и 28,89% соответственно, что больше показателей пористости необожженых образцов на 47,2 и 39,1 %.
Пористость обожженных ненаполненных ГШ составов (табл. 1., составы 3, 4) выросла на 48% для прессованных образцов и на 34% для виброуплотненных. Как показывают результаты на ГШВ обжиг оказывает более сильное влияние, чем на чистый шлаковый камень. Следует также отметить, что пористость виброуплотненных образцов в процессе обжига изменяется меньше, чем пористость прессованных. Объем закрытых пор для ненаполненных составов (табл. 1) после обжига составляет 1,37-1,95%, что несколько ниже закрытой пористости необожженных образцов. Основные характеристики пористости и водопоглощения обожженных ненаполненных шлаковых и глиношлаковых составов приведены в табл. 2.
Таблица 2. Основные характеристики пористости и водопоглощения обоженных ненаполненных шлаковых и глиношлаковых составов
|
№ |
Массовое водопоглощение Wм, % |
Объемное водопоглощение Wо, % |
Объем условно закрытых пор Пуз, % |
Общая пористость, По, % |
|
1 |
14,66 |
27,70 |
29,21 |
1,51 |
|
2 |
15,70 |
28,89 |
30,84 |
1,95 |
|
3 |
11,00 |
23,30 |
24,76 |
1,37 |
|
4 |
18,70 |
34,90 |
36,7 |
1,81 |
Водопоглощение и пористость наполненных составов после обжига также возросли (рис. 1, 2). После обжига максимальные показатели водопоглощения имеют образцы, наполненные боем шамотного кирпича фр.0,3-0,6 мм, фр. 1,25-2,5 мми шамотным песком. Пик водопоглощения в данном случае наблюдается при содержании заполнителя 50-80% от массы ГШВ. Минимальное водопоглощение у образцов на бое шамотного кирпича фр.0,6-1,25 мм(минимум при содержании заполнителя 20-60%) и тонкомолотом шамоте (минимум при содержании наполнителя 20-80%).
Закрытая пористость обожженных образцов составляет 3-6%, то есть она практически не изменилась по сравнению с необожженными образцами. Самые высокие показатели закрытой пористости наблюдаются при наполнении боем шамотного кирпича фр.0,3-0,6 мм, самые низкие у образцов на бое шамотного кирпича фр. 1,25-2,5 мм. Отмечено, что чем крупнее заполнитель, тем меньше условно закрытая пористость после обжига.
Рисунок 1 – Массовое водопоглощение жаростойких глиношлаковых композитов после обжига: 1-тонкомолотый шамот (Sуд=4000 см2/г); 2-бой шамотного кирпича фр.0,3-0,6; 3-бой шамотного кирпича фр.0,6-1,25; 4-бой шамотного кирпича фр.1,25-2,5; 5-шамотный песок (Мкр=1,8)
Рисунок 2- Открытая пористость жаростойких глиношлаковых композитов после обжига: 1-тонкомолотый шамот (Sуд=4000 см2/г); 2-бой шамотного кирпича фр.0,3-0,6; 3-бой шамотного кирпича фр.0,6-1,25; 4-бой шамотного кирпича фр.1,25-2,5; 5-шамотный песок (Мкр=1,8).
Кинетика изменения водопоглощения глиношлаковых образцов во времени не претерпела значительных изменений в характере кривых после обжига при сильном увеличении значений массового поглощения во времени.
С учетом влияния рецептурных факторов на водопоглощение и пористость можно отметить, что они увеличиваются в следующих случаях:
- с увеличением влажности смеси (количества воды затворения);
- при увеличении количества глинистого компонента вяжущего;
- при введении заполнителя;
- при обжиге глиношлакового композита.
Библиографический список
- Тарасов, Р.В. Эффективный жаростойкий материал на основе модифицированного глиношлакового вяжущего [Текст] / Р.В. Тарасов: канд. диссертация. – ПГАСА, 2002.-150 с.
- 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.
- 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).
- Батынова, А.А. Влияние рецептурных и технологических факторов на эксплуатационные свойства жаростойких материалов на основе молотых шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45013 (дата обращения: 17.01.2015).
- 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: 17.01.2015).
- Батынова, А.А. Влияние тепловлажностной обработки на формирование прочности жаростойких композитов на основе 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/2015/01/45664 (дата обращения: 23.01.2015).
- Батынова, А.А. Влияние межчастичных расстояний наполнителя на термические свойства композитов на основе 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/2015/01/45614 (дата обращения: 23.01.2015).
- 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: 23.01.2015).
- 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).
- Тарасов, Р.В. Влияние введения наполнителя на характер трещинообразования жаростойких композитов 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/2015/01/45541 (дата обращения: 17.01.2015).
- 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)
- 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).
- 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.-№ 7. [Электронный ресурс].- URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/08/37254 (дата обращения: 25.08.2014).
- Тарасов, Р.В. Оценка качественных показателей пористости и водопоглощения жаростойких композиций на основе молотых шлаков и глин [Текст] / Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова, А.С. Григорьева // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45837 (дата обращения: 23.01.2015).
Количество просмотров публикации: Please wait