Огнеупорные цементы
Мельник М.Т., Илюха Н.Г., Шаповалов Н.Н.
Вища школа, 1984 г.
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИХ ЦЕМЕНТОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕТОНОВ ВЫСШЕЙ ОГНЕУПОРНОСТИ
Физико-механические свойства бетонов. Бетоны высшей огнеупорности наиболее целесообразно изготавливать на ΑΖB- , AZC- и AZSr-цементах с применением в качестве заполнителя тугоплавких материалов. Эти бетоны предназначены для защиты агрегатов от воздействия температуры свыше 2273 К.
Определение оптимального зернового состава заполнителя для бетонов высшей огнеупорности производилось с помощью статического метода планирования экстремальных экспериментов симплексрешетчатого планирования [74].
На основании расчетных данных построена диаграмма состав — свойство в виде линий равного уровня прочности и пористости бетона (рис. II. 32). Для бетона высшей огнеупорности область оптимального гранулометрического состава заполнителя составляет: 37-50% - фракции 1,25-0,63 мм; 0-20% — фракции 0,63-0,15 мм; 30—63% — фракции менее 0,15 мм.
Прочность бетона высшей огнеупорности на цирконийсодержащих цементах высокая . Даже при 5%-м содержании цемента в бетоне Rсж > З0 МПа, а при 20%-м содержании цемента Rсж = 50—80 М Па.
Удельное давление прессования существенно влияет на прочность и пористость бетонных изделий {табл. II. 14). С увеличением давления прессования прочность бетона повышается, достигая максимальной величины при прессовом давлении 100 МПа.
Кажущаяся пористость с повышением прессового давления уменьшается, что имеет существенное значение при изготовлении огнеупорных бетонных изделий.
Оптимальные составы бетонов высшей огнеупорности на цирконийсодержащем цементе следующие:
1. Для прессованных изделий: цемента - 5—20%; заполнителя — 95—80% {влажность массы 5—7%).
2. Для литых изделий: цемента — 15—25%; заполнителя -85-75% (влажность массы 14-17%).
Целесообразным является применение метода формования изделия путем прессования, что значительно сокращает расход цемента и повышает прочность и плотность изделий.
Влияние температуры на свойства бетона.
Изменение механической прочности (разупрочнения) при нагревании бетона на основе цирконийсодержащих цементов происходит при 473—1073 К (табл. II. 15), что связано с разложением гидратных соединений. Сравнительно небольшое понижение прочности бетона при нагревании (10—18%) объясняется цеолитным характером воды в гидроалюминатах бария и наличием модификационных превращений Zr(OH)4 приводящим к образованию более механически прочных δ и β форм гелевидного гидроксида циркония.
При дальнейшем повышении температуры прочность повышается за счет спекания материала, особенно в интервале температур 1473-2273 К.
Открытая пористость при нагревании бетонных образцов (табл. II. 15) увеличивается с повышением температуры, достигая максимума в интервале температур 473—1073 К. Такое увеличение открытой пористости обусловливается происходящими в этом интервале температур процессами дегидратации связки.
Термостойкость бетона высшей огнеупорности в условиях воздушного охлаждения составляет: при температуре 1573 К — больше 35 теллосмен и при температуре 2273 К — 4—6 тепло-смен. Этот бетон по термостойкости значительно превосходит обжиговые огнеупорные изделия из стабилизированного оксида циркония, термостойкость которых при нагревании до 2273 К составляет 1—2 теплосмены.