ВЛИЯНИЕ ОБЖИГА НА ПОРИСТОСТЬ И ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ ЖАРОСТОЙКИХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ МОЛОТЫХ ШЛАКОВ И ГЛИН

Тарасов Роман Викторович1, Макарова Людмила Викторовна2, Григорьева Анастасия Сергеевна3
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент

Аннотация
Высокотемпературный обжиг влияет на структуру композиционных материалов. В статье проведен анализ изменения пористости и водопоглощения глиношлаковых материалов после обжига.

Ключевые слова: водопоглощение, обжиг, пористость

EFFECT OF CALCINATION ON POROSITY AND WATER ABSORPTION HEAT RESISTANT COMPOSI-TIONS BASED ON CLAY AND MILLED DROSS

Tarasov Roman Viktorovich1, Makarova Ludmila Viktorovna2, Grigorieva Anastasia Sergeevna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, student

Abstract
The high-temperature roasting affects the structure of composite materials. The article analyzes the changes in porosity and water absorption materials based on slag and clay after firing.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Тарасов Р.В., Макарова Л.В., Григорьева А.С. Влияние обжига на пористость и водопоглощение жаростойких композиций на основе молотых шлаков и глин // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 1. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2015/01/45871 (дата обращения: 07.05.2025).

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
  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. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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)
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).

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: