Испытание и контроль огнеупоров
Кащеев И.Д., Стрелов К.К.
Интермет Инжиниринг, 2003 г.
ИСПЫТАНИЕ ОГНЕУПОРНЫХ БЕТОНОВ И МЕРТЕЛЕЙ
Неформованные огнеупоры имеют ряд технико-экономических и социальных преимуществ перш мелкоштучными (обожженными и безобжиговыми). Несмотря на то что объем применения неформованных огнеупоров в металлургии некоторых стран достигает 40 % от общего количества выпускаемых огнеупоров, массовое применение их в нашей стране начато сравнительно недавно, и поэтому до сих пор еще не полностью установлены достаточно надежные методы испытания. Основным отличием структуры неформованных огнеупоров от формованных является их более выраженная гетерогенность. Для определения средних значений показателей неформованных материалов требуются большой объем испытаний образцов и образцы значительно большего размера, чем образцы обожженных огнеупорных изделий,
При испытании строительных бетонов принято, чтобы линейный размер испытуемого образца был в 3-4 раза больше максимального линейного размера зерен заполнителя. Для определения свойств огнеупорных бетонов могут быть использованы методы, применяемые для оценки свойств огнеупорных изделий в том случае, когда максимальный размер зерен заполнителя укладывается в линейный размер образца не менее трех раз.
Свойства огнеупорных бетонов резко изменяются при термообработке («провал прочности»), поэтому принято оценивать их до и после термообработки при 800, 1000 и 1350 °С. Некоторые свойства огнеупорных бетонов определяют по стандартам, принятым для строительных и жаропрочных бетонов (ГОСТ 20190— 90). К таким стандартам относятся метод определения удельной поверхности цементов (ГОСТ 310,2—76), метод определения зернового состава заполнителей (ГОСТ 23037—99), определение гранулометрического состава (ГОСТ 22552,0—77), нормальная густота, сроки схватывания и равномерность изменения цемента (ГОСТ 310.3—76), метод испытания на истираемость (ГОСТ 13087—81), радиационный метод определения плотности (ГОСТ 17623—87), контроль и оценка однородности и прочности (ГОСТ 18105-86 и др.).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ОГНЕУПОРНЫХ БЕТОНОВ
Прочность
Прочность огнеупорных бетонных изделий оценивают по пределу прочности (см. раздел 3.4) на растяжение при раскалывании и по пределу прочности при осевом сжатии образцов, в виде куба или цилиндра по ГОСТ 10180—90,
Образцы, предназначенные для определения остаточной прочности после нагрева до температуры применения или после нагрева до любой заданной температуры, предварительно подготавливают в соответствии с инструкцией по технологии изготовления огнеупорных бетонов. Образцы нагревают в камерной электрической печи до температуры применения или до любой д ииной с выдержкой при конечной температуре 4 ч. Скорость подъема температуры в печи приведена ниже:
Скорость подъема температуры в печи, °С/ч ........... 50 100 150 200
Максимальная температура нагрева образцов, °С.......200 400 600 1000
Гермообработанные образцы испытывают на прочность при комнатной температуре. Число испытуемых образцов зависит от Р-^ s'lpoca значений прочности — коэффициента вариации» который; определяют при предварительном испытании прочности данного вида огнеупорного бетона. Зависимость числа образцов от коэффициента вариации указывают в технических условиях ил огнеупорный бетон,
Кажущаяся плотность и пористость
Кажущуюся плотность и пористость огнеупорных бетонов определяют методом, аналогичным стандартному (по ГОСТ 24U9—95), но размеры образцов при этом должны соответствовать ГОСТ 10180—90. Кажущаяся плотность η пористость огнеупорных бетонов могут быть определены так же, как и у строительных бетонов, по ГОСТ 12730.0-78, ГОСТ 12730.1-78 ГОСТ 12730.2—78, ГОСТ 12730.3-78, ГОСТ 12730.4-78.
Максимальная температура применения
За максимальную температуру применения огнеупорных бетонов принимают температуру, при которой в течение 5 ч без нагрузки линейная усадка образца составляет не более 1 %. Линейную усадку образцов определяют методом, аналогичным стандартному (по ГОСТ 5402—2000), на образцах, соответствующих требованиям ГОСТ 10180-90.
Полномасштабное испытание огнеупорных бетонов
Полномасштабные исследования поведения огнеупорных бетонов в условиях, близких к условиям эксплуатации, проводят следующим образом. Металлический цилиндр диаметром 2 и высотой 3 м футеруют изнутри слоем испытуемого материала толщиной 450 мм трамбованием или наливом. Футеровку сушат и нагревают до заданной температуры, создаваемой внутри цилиндра газовыми горелками. Замкнутое пространство цилиндра не дает возможности материалу расширяться в направлении от центра цилиндра, имитируя условия эксплуатации. Напряжение, возникающее в футеровке, измеряют восемнадцатью водоохлаждаемыми тензодатчиками. Температуру контролируют термоэлектрическими термометрами. На основе полученных данных рассчитывают радиальное и тангенциальное напряжения.
После испытания отмечают состояние поверхности футеровки, наличие вертикальных и горизонтальных трещин, их глубину и др.
Неразрушающие методы контроля изделий из огнеупорных бетонов
Для определения прочности и однородности изделий из огнеупорных бетонов при комнатной температуре могут быть применены неразрушаюшие методы, принятые для строительных бетонов, по ГОСТ 21207-81 и ГОСТ 22690.0-88. Стандартными приборами механического действия вызывают местную пластическую или упругую деформацию бетона. Прочность бетона определяют по пред-
Зрительно установленным зависимостям между прочностью образцов. испытанных по ГОСТ 10180—90, и характеристиками местной реформации бетона: величиной отскока, размером отпечатка, усилием скалывания ребра конструкции, напряжением при отрыве, установленными неразрушающими испытаниями тех же образцов,