Лекции Современные технологии _общ_ _укр

питах забезпечує високі міцністні характеристики (напруги на стиск і на вигин). Це стало передумовою для виготовлення фасонних деталей з даного матеріалу не тільки в будівництві, але й у багатьох інших областях.

Можливо його застосування в будівництві при будь-яких мінусових температурах. Величина максимально припустимої плюсової температури залежить від тривалості температурного впливу і механічного навантаження. Пінопласт легко витримує навіть короткочасний високотемпературний вплив. При більш тривалому температурному навантаженні (більш +100°С) спінена структура починає розм'якшуватися і спікатися.

Біологічні дослідження показали, що токсичність газових продуктів тління і горіння при пожежі за участю твердих пінопластів нижче, ніж токсичність у випадку присутності такої ж кількості деревини. З двох марок пінополістиролу (ПСБ і ПСБ-С) друга має вогнестійке виконання. Завдяки цьому істотно знижується займистість і розповсюджуваність полум'я на поверхні пінопласту. У випадку пожежі при короткочасному впливі зовнішнього джерела полум'я такий матеріал спочатку стискується, не горя стікає краплями і після відводу полум'я сам гаситься. Тільки при тривалому високотемпературному впливі він може горіти. Однак це відбувається при дуже малій швидкості поширення. Саме пінопласти марки ПСБ-С при горінні не утворять падаючих палаючих крапель.

Як будівельний матеріал пінополістирол не є живильним для середовищем цвілевих грибків. Він не розчиняється у воді і не виділяє речовин, що забруднюють ґрунтові води, а також стійкий до впливу більшості хімічних речовин.

Застосування пінополістиролу в бу-

дівництві різноманітно. При ізоляції дахів (а це одна з найважливіших областей застосування твердого пінопласту) він прокладається, у залежності від конструкції даху, вільно або між кроквами, приклеюється гарячим або холодним способом, або механічно кріпиться до підстави.

При теплоізоляції стін розміщення пінополістирольної прокладки залежить від призначення і конструкції стіни. В облицюванні фасадів плити з твердого пінопласту, виконуючи функцію зовнішнього утеплення і декорування, утримують тепло і зберігають поверхня стін у первозданному виді протягом декількох десятків років. Кріплення пінополістирольних плит до поверхонь зовнішніх стін може вироблятися за допомогою ефективних клейових складів, наприклад фірми

“ATLAS” (мал. 6).

Рис. 6. Кріплення теплоізоляційних пінополістирольних плит до стіни за допомогою клейового складу

Проникнення дощової і поталої води у внутрішні простори за облицюванням не впливає на їхню функціональність.

Пінополістирольні плити, покриті, як основа деревом, штучними матеріалами, металом, що клеять волокнистими тканинами і гіпсовим картоном, знаходять застосування в обробці внутрішніх приміщень, фасадів, статей, стін.

Застосування пінопласту в статі доцільно як теплоизолюючого елемент (у цьому випадку він прокладається між лагами), так і шумоізолюючого. В останньому випадку приміщення облицьову-

61

ються полістирольними плитами і покри-			установках безперервної дії. Сутність
ваються безшовним (наприклад, цемент-			процесу виробництва		полістирольного
ним) або сухою статтютю, що своїм ниж-			поропласта полягає в тім, що при нагрі-
нім шаром діє як система пружина-маса і			ванні до +80°С і вище полістирол пере-
може вільно коливатися, запобігаючи тим			ходить зі склообразного стану в еластич-
самим проникнення звуку в конструкцію			ний стан, а ізопентан, рівномірно розпо-
статі-стелі.			ділений у масі полістиролу, при нагрі-
У якості вертикального фільтрува-			ванні понад 28°С — у газоподібний стан.
льного шару перед підвальними й опор-			У результаті цього розм'якшені гранули
ними стінами дренажні плити з пінополі-			полістиролу спучуються і збільшуються в
стиролу запобігають скупчення в статі			обсязі в 10...12…12 раз. Швидкість спу-
води, що просочується, і наростання гід-			чування гранул полістиролу залежить від
ростатичного тиску водної маси, утвори-			температури їхнього нагрівання. Най-
ти фільтраційний шлях від статі до про-			більш інтенсивне спучування починаєть-
кладеної в підстави стіни дренажної тру-			ся при температурі 95...98…98°С. Як те-
би.			плоносія можна використовувати воду,
Для зниження ваги на одиницю			пару і гаряче повітря.
площі крупнопролітних бетонних стель			Технологічний процес виробництва
застосовуються опалубкові		лицювальні	полістирольного поропласту включає на-
елементи з пінопласту.			ступні основні операції: 1) попереднє
Застосування	пінополістирольних		спучування гранул бісерного полістиролу
плит як фундаментну опалубку (граючи			до розмірів 5...8…8 мм; 2) остаточне спу-
роль опалубки як такий) дозволяє запобі-			чування і спікання бісерного полістиролу
гти ушкодження фундаментів, прокладе-			в масу поропласту.
них у ґрунті трубопроводів і комунікацій			Попереднє спучування бісерного
від морозу.			полістиролу дозволяє скоротити час спу-
Висока міцність на вигин і зрушення			чування у формах. У залежності від кру-
легень пінопластових блоків		забезпечує	пности часток вихідної сировини і виду
гарний розподіл тиску на ґрунтах з пога-			теплоносія на попереднє спучування за-
но несучими властивостями. Тут вони			трачається 1...5…5 мін. Бісерний полі-
використовуються як розподіляючий на-			стирол, що пройшов цю стадію обробки,
вантаження-підкладку на в'їздах на доро-			може зберігатися не більш 14 доби. Для
ги і мости. Мала вага такої підстави на-			попереднього	спучування застосовують
дійно перешкоджає	осіданню дорожніх		апарати періодичної і безперервної дії.
конструкцій.			До апаратів періодичної дії відносяться
			водяні ванни, куди матеріал завантажу-
Виробництво полістирольного по-			ється з розрахунку близько 500 м на 1 м2
ропласту по безпресової технології			поверхні ванни. Обробка матеріалу у воді
			виробляється	при	температурі
Для виробництва полістирольного			95...98…98°С. До апаратів безперервної
поропласту застосовують бісерний полі-			дії відносяться шнекові (парові і водяни-
стирол, що містить до 4% порообразова-			ки) і барабанні. Шнековий апарат для
телю (ізопентан). Він може бути виготов-			спучування забезпечує вологий режим і
лений як у стаціонарних формах, так і на			температуру	95…100°С. Бісерний полі-

62

стирол подається автоматично через тарілчастий живильник. Швидкість проходження матеріалу через шнековий апарат у залежності від властивостей бісерного полістиролу встановлюється в межах 1...2…2 мін. Продуктивність такої уста-

новки 1...2…2,5 м3/ч.

Убарабанному апараті бісерний полістирол спучується пором, подаваним в обертовий барабан під тиском 0,07...0…0,09 МПа. Швидкість обертання барабана встановлюється в залежності від часу спучування матеріалу і заданої об'ємної ваги спучених гранул. Для видалення пари і вологи застосовують вакуум,

адля підсушування і стабілізації гранул

— гаряче повітря. Продуктивність барабанного апарата 150 кг/ч.

При спучуванні бісерного полістиролу у формах гранули, збільшуючись в обсязі, заповнюють порожнина форми, а потім, ущільнюючи, сплавляються між собою, утворити монолітний виріб. Робочі поверхні форм повинні бути виготовлені з нержавіючої сталі або алюмінію і добре відшліфовані.

Увиробництві полістирольного поропласту існує кілька методів остаточного спучування виробів: у водяній ванні, в автоклаві, гострою парою, на конвеєрі (при безперервному способі виробництва), у будівельній конструкції і струмами високої частоти.

При виборі методу остаточного спучування і спікання бісерного полістиролу необхідно враховувати продуктивність установок і розміри виробів. Процес остаточного спучування бісерного полістиролу у формах складається з наступних операцій: а) прогрівши форми до температури 75...85…85°С; б) заповнення форми; в) спучування матеріалу при температурі 95…105З; г) охолодження матеріалу до температури 40...50…50°С.

Найбільше раціонально прогрівати форми пором під тиском 0,4...0…0,5 МПа. Тривалість прогріву складає 4...6…6 с. Пара високого тиску не тільки нагріває форму, але і видаляє вологу, що залишилася від попереднього циклу.

При спучуванні виробів у водяній ванні або автоклаві заповнення форми матеріалом передує прогрівові, що виробляється безпосередньо при тепловій обробці. Для заповнення форм застосовують механізовані живильники або стиснене повітря. Полістирол повинний заповнювати весь обсяг форми.

При використанні як теплоносія струмів високої частоти вологість полістиролу повинна бути в межах 20...30…30%. Для охолодження виробів застосовують або холодну воду, або витримують виробу в приміщенні з температурою 10...20…20°С. Час охолодження в залежності від методу і розмірів виробів коливається від 0,5 до 15 хв.

Використання полістирольних блоків як незнімну опалубку в будинках системи «Термодом»

У країнах Східної і Західної Європи, усе більшою популярністю користується зведення будинків за допомогою сучасних будівельних технологій, таких, опалубка, що як незнімається, з пінополістиролу, призначена для швидкого зведення будинків різної поверховості. Ця нова теплозберігаюча технологія будівництва по теплозахисту, звукоізоляції, комфортності, простоті, швидкості і вартості зведення, міцності і довговічності відноситься до високих технологій в області будівництва. Вона не є експериментальної, тому що пройшла перевірку в країнах Європи, у Канаді і США.

В основу технології покладене викорис-

63

тання стінових блоків з пінополістиролу як незнімну опалубку Змонтована з цих блоків полаяти стіна заповнюється арматурою і бетонною сумішшю (рис. 7).

Таким чином, у ході однієї технологічної операції споруджується монолітна тришарова стіна, що складається з внутрішньої і зовнішньої сторони з тепло- і звукоізоляційного прошарків з пінополістиролу.

Використання незнімної опалубки з пінополістиролу дозволяє зводити такі типи будинків, як індивідуальні житлові будинки, багатоповерхові будинки, каскадні одне- і двоповерхові житлові багатоквартирні будинки, сервісні об'єкти, суспільні будинки, а також сільськогосподарські об'єкти, склади, сховища і т.д.

Основні переваги технології зведення будинків з незнімної опалубки перед традиційними технологіями визначаються наступними факторами:

•високої теплозберігаючої здатністю стін будинку, не потребуючого додаткового утеплення й обігріву;

•малими температурними перепадами, що забезпечують у будинку високий тепловий комфорт;

•унікальністю технології зведення будинків, що дозволяє обійтися без застосування спеціальних підйомнотранспортних засобів;

• скороченням термінів будівництва.

Щільність пінополістирольних блоків коливається від 25 до 30 кг/м3. Низька щільність, а також спеціальна конструкція сполучних замків блоків (мал. 8) виключає порушення теплопровідності й усадку пінополістирольних блоків як на стадії монтажу, так і в процесі експлуатації будинку.

Рис. 8. Елементи незнімної опалубки: торцевої і рядовий полістирольні блоки, блок обпирання перекриття, елемент покрівлі

За проектом Гіпробудматеріалів обробка, остаточне спучування і спікання полістирольних блоків може вироблятися на карусельній машині, що представляє собою круглий стіл, на якому розміщається шість форм. Час повороту столу на 60°, тобто на одну форму, складає 10 с. Операції завантаження, прогріву, охолодження і вивантаження форм здійснюються послідовно після кожного чергового повороту столу карусельної машини. Термообробка матеріалу виробляється перегрітою парою температурою 110…120°С і тиском 0,07 МПа протягом 4 хв. Кінцева температура охолодження форм 50°С. Відформований блок звільняється від форми за допомогою гідравлічного виштовхувателя.

64

ЖАРОСТІЙКІ І ВОГНЕТРИВКІ БЕТОНИ

1.Вогнетривкі матеріали і їх класифікація.

2.Вихідні матеріали для вогнетривких і жаростійких бетонів

3.Жаростійкі бетони

4.Алюмосилікатні і кремнеземисті вогнетривкі бетони

5.Основні і нейтральні вогнетривкі бетони

ЛІТЕРАТУРА:

1.Мельниченко Л.Г., Сахаров Б.П., Сидоров Н.А. Технология силикатов/Под ред.

М.А. Матвеева. – М.: В.Ш., 1969. – С. 173-176.

2.Огнеупорные бетоны. Справочник/ Замятин С.Р., Пургин А.К., Хорошавин Л.Б.

и др. – М.: Металлургия, 1982. – 192 с.

1. ВОГНЕТРИВКІ МАТЕРІАЛИ І ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ

Вогнетривкими матеріалами (вогнетривами) називаються матеріали, здатні в про-

цесі експлуатації в теплоагрегатах витримувати різні механічні і хімічні впливи при те-

мпературі вище 1000°і що мають вогнетривкість не менш 1580°С.

У залежності від вогнетривкості вогнетриви поділяються на:

вогнетривкі з вогнетривкістю 1580-1770°С;

високовогнетривкі (вогнетривкість 1770-2000°С;

вищої вогнетривкості з вогнетривкістю понад 2000°С.

У залежності від хімічного складу вогнетриви підрозділяються на:

кислі (кремнеземисті й алюмосилікатні);

основні (магнезитові і доломітові);

нейтральні (форстеритові, шпинельні, хромітові і хромомагнезитові).

У значно менших обсягах у промисловості використовуються вогнетриви спеціа-

льного призначення: графітові, цирконові, карборундові і вогнетриви з чистих оксидів

(Al2O3; Mg; Zr2; Ca; і ін.). Ці вогнетриви виготовляються зі штучної, надчистої сировини,

характеризуються високими термомеханічними властивостями, хімічною стійкістю (на-

приклад, границя міцності при стиску до 3000 МПа, температура застосування 20002500 С, у графітових до 3500 С) і високою вартістю.

Кремнеземисті (динасові) вогнетриви одержують випалом сирцю, сформованого методом напівсухого пресування з кварцових порід (кварциту, кварцового піску) на вап-

няному зв’язуванні. Вміст вапна в перерахуванні на СаО складає 1,5-4%, вміст Si2 9398%. Вапно вводиться з метою інтенсифікації переродження кварцу в тридиміт і крис-

65

тобаліт при температурі вище 1200 С та утворення тридимито-кристоболитової зв’язування. Температура випалу виробів 1350-1450 С. Гранична температура служби

1650 З, вогнетривкість 1690-1730 С. Вироби характеризуються низькою термостійкістю унаслідок високого значення коефіцієнта лінійного температурного розширення, що має різні значення при різних температурах. Алюмосилікатні вогнетриви по хімскладу скла-

даються з двох основних оксидів Al2O3 і Si2. У залежності від співвідношення оксидів

Al2O3 і Si2 розрізняють чотири групи алюмосилікатних вогнетривів:

напівкислі зі змістом Al2O3 менш 28%;

шамотні зі змістом Al2O3 28-45%;

високоглиноземисті, Al2O3 понад 45 до 90%;

корундові зі змістом Al2O3 понад 90%.

У результаті випалу при температурі 1350-1450 С в напівкислих і шамотних вогне-

тривах утвориться до 40-60% високов’язкого силікатного розплаву, пронизаного крис-

талами муліту - 3Al2O3·2Si2. Після охолодження силікатний розплав перетворюється в кремнеземисте скло, що крім Si2 містить домішки - плавні (R2O, RO, Fe2O3 і ін.). У висо-

коглиноземистих вогнетривах, що містять до 72% Al2O3 росте кількість муліту і знижу-

ється зміст скла, що супроводжується підвищенням термомеханічних властивостей.

При змісті більш 72% Al2O3 крім скла і муліту в алюмосилікатних вогнетривах з’являється корунд - -форма кристалічного Al2O3. При цьому температура спікання ви-

робів збільшується до 1550-1700 С, знижується зміст склофази, підвищуються термоме-

ханічні властивості. При змісті Al2O3 від 90 до 99% вогнетривкість виробів росте з 1850

до 2040 С, міцність при стиску виробів у холодному стані досягає 2000-3000 МПа.

До основних вогнетривів відносяться магнезитові і доломітові.

Магнезитові – це матеріали, що містять не менш 85% Mg. Температура плавлення чистого кристалічного Mg – периклазу складає 2800°С. Чим вище зміст у вогнетривах

Mg, тим вище їх якість (міцність, вогнетривкість, стійкість до основних металургійних шлаків). Обпалюють вироби при температурі 1500-1600 С.

Доломітові вогнетриви одержать шляхом попереднього випалу природного доломі-

ту при температурі 1500-1600 С. При цьому СаО доломіту зв’язується в 3СаO·Si2 або знаходиться у вільному виді. Оксид магнію залишається, в основному, у вільному стані.

При повторному випалі пресованих при тиску 80-130 МПа виробів вони спікаються за рахунок утворення двох- і трьохкальцієвого силікатів, периклазу, форстериту 2Mg·Si2.

Повторний випал виробів ведуть при температурі близько 1550°С. Вогнетривкість виро-

бів дорівнює 1770-2000°С, границя міцності при стиску в холодному стані до 130МПа.

Також як і магнезитові доломітові вогнетриви характеризуються високою стійкістю до розплавлених шлаків і стали.

Магнезитові і доломітові вогнетриви не водостійкі, тому їх просочують гідрофоб-

ними речовинами (парафін, бакелітовий лак, дьогтевий пік).

66

До нейтральних вогнетривів відносяться:

фостерітові – основа мінерал фостеріт 2Mg·Si2;

хромомагнезитові – основа з мінералів Mg·Cr2O3, Mg·Fe2O3 і Mg.

На відміну від магнезитових вогнетривів нейтральні вогнетриви володіють підви-

щеної водо- і термічною стійкістю, але менш стійки до впливу розплавлених шлаків.

Гранична температура їх служби до 1700 С.

2. ВИХІДНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВОГНЕТРИВКИХ І

ЖАРОСТІЙКИХ БЕТОНІВ

На відміну від вогнетривких жаростійкі бетони мають вогнетривкість нижче

1580°С і можуть експлуатуватися звичайно до 1200-1300°С.

У вогнетривких бетонах у якості наповнювачів і заповнювачів застосовуються вог-

нетривкі матеріали – аналоги випалювальних вогнетривів. У вогнетривких бетонах кре-

мнеземистого складу – аналогів динасу можна, крім того, використовувати природний кварцит, кварцовий пісок.

У жаростійких бетонах у якості наповнювачів заповнювачів можуть використову-

ватися, крім того, тугоплавкі і навіть легкоплавкі матеріали вогнетривкістью 1350-1580 °С і менш 1350°С. Обов'язковим для цих матеріалів є збереження високих міцностних показників і сталість коефіцієнта лінійного температурного розширення в процесі нагрі-

вання. До таких матеріалів відносяться: будівельна кераміка, металургійні кислі і нейт-

ральні шлаки, шлаки і золи ТЕС і т.п.

Наповнювачі повинні характеризуватися тонкістю помелу, звичайної для цементів,

тобто приблизно 85% матеріалу повинне проходити через сито з осередком 0,08 мм.

Заповнювачі, попередньо обпалювальні і не піддані модифікаційним перетворен-

ням, можуть мати максимальну крупність зерен до 20 мм. Матеріали, що не перетерпіли переродження при нагріванні, наприклад, кварцит, застосовують звичайно з максималь-

ної крупністю зерен до 5-10 мм.

Заповнювачі повинні характеризуватися однорідним хімічним і мінералогічним складами. Вимоги до їх гранулометричному складу такі ж, як і для заповнювачів, при-

значених для звичайних бетонів. Методи підбора складів бетонів теж аналогічні.

У якості в'яжучих для жаростійких бетонів раціонально використовувати:

шлакопортландцемент і жаростійкий портландцемент (портландцемент + 25-50%

тонкомолотих добавок типу шамоту, зола-віднесення ТЕС); гранична температура за-

стосування бетонів до 1200°С;

глиноземистий цемент для бетонів із граничною температурою служби до 130°С;

рідкоскловаті в'яжучі (композиції рідкого скла, тонкомолотого жаростійкого наповню-

вача та отвердителя для рідкого скла).

У якості в'яжучих для вогнетривких бетонів можна застосовувати:

67

високоглиноземистий цемент у сполученні з рядовими і високоглиноземистими за-

повнювачами;

рідкоскловаті в'яжучі в сполученні з усіма вогнетривкими наповнювачами і запов-

нювачами;

аналогічні в'яжучі на основі водорозчинних фосфатів;

магнезіальні в'язкі в сполученні з основними і нейтральними наповнювачами і за-

повнювачами.

3. ЖАРОСТІЙКІ БЕТОНИ

Бетони на основі портландцементу. Продукти твердіння портландцементу в про-

цесі нагрівання при температурі 600-800 С перетворюються в 2СаO·Si2, волластоніт СаO·Si2 і вапно СаО. При цьому цементний камінь утрачає близько 80% вихідної міцно-

сті. Однак, якщо він прохолоджується нижче 600 З, те цілком руйнується за рахунок модифікаційного перетворення - 2СаO·Si2 - 2СаO·Si2 і гасіння сповісти.

При введенні в портландцемент мелених доменного граншлаку, шамоту, золи ТЕС і т.п. відбувається взаємодія гідроксиду кальцію і високоосновних гідросилікатів з амо-

рфним кремнеземом добавок з утворенням низькоосновних гідросилікатів кальцію, що при нагріванні перетворюються у волластоніт з меншим порушенням структури цемен-

тного каменю. Крім того, при високих температурах йдуть твердофазові реакції між складового цементного каменю і добавок. Усе це збільшує залишкову міцність цемент-

ного каменю після нагрівання при 800°С до 30-40% від вихідної. Витрата тонкомолотих жаростійких добавок-наповнювачів повинна складати при цьому 25-50% від маси змі-

шаного в'яжучого.

При постійній температурі служби до 1000°С в якості заповнювачів у бетонах мо-

жна використовувати стабільні до силікатного розпаду металургійні шлаки (доменний,

ваграночний, сталеливарний). Термічна стійкість таких бетонів низька – до 10 циклів поперемінного охолодження 800°С вода.

Більш термостійкі бетони з граничною температурою служби до 1000 З можна одержати, використовуючи в якості наповнювачів і заповнювачів кислі матеріали: брухт будівельної кераміки, золи і шлаки ТЕС, природні лужні алюмосилікатні породи і т.д.

Максимальною термостійкістю (до 30 циклів водних теплозмін 800 С 20 С) і

граничною температурою застосування до 1200 С характеризуються бетони на шамот-

них наповнювачах і заповнювачах.

Бетони на основі глиноземистого цементу.

Глиноземистий цемент приблизно в 5 разів дорожче портландцементу, тому його варто використовувати в бетонах, технічні показники яких не можна одержати при ви-

користанні портландцементу.

68

При нагріванні вище 800 С затверділий камінь глиноземистого цементу втрачає 4060% вихідної міцності. З рядовими шамотними заповнювачами глиноземистий цемент уже при 1325 С утворює значну кількість легкоплавкої евтектики, що обмежує граничну температуру застосування таких бетонів 1300 С. Знизити кількість розплаву і збільшити температуру застосування бетонів на глиноземистому цементі можна за рахунок вико-

ристання високоглиноземистих наповнювачів і заповнювачів, що не завжди економічно раціонально.

Бетони на основі рідкосклованих в'яжучих можуть бути повітряного і гідратаційно-

го твердіння. У бетонах повітряного твердіння в якості отвердителю, звичайно, натріє-

вого рідкого скла використовують кремнефторид натрію – Na2Si6. У бетонах гідратацій-

ного твердіння отвердителем можуть служити металургійні шлаки, що саморозсипають-

ся, утримуючі - 2Сао·Si2 (ферохромовий, електросталеплавильний, мартенівський і ін.),

нефеліновий шлам і т.п.

У залежності від виду наповнювачів і заповнювачів на основі рідкосклованих в'я-

жучих можна одержувати бетони з вихідною маркою 200-300 і граничною температу-

рою застосування 1000-1100°С. При зниженні вихідної міцності до 5-10 МПа за рахунок обмеження витрати рідкого скла й отвердителей можна підвищити граничну температу-

ру застосування бетонів до 1300°С і вище.

Характерною рисою бетонів на основі рідкого скла є утворення значної кількості високов'язкого силікатного і алюмосилікатного розплавів уже при температурах вище

600 С, що на кілька порядків знижує модуль пружності бетонів, робить їх здатними до релаксації температурних напруг, що виникають при швидкому нагріванні або охоло-

дженні. Тому рідкоскловані бетони, особливо на шамотних заповнювачах, що характе-

ризуються низьким коефіцієнтом лінійного температурного розширення, мають більш високу термостійкість (до 60 водних теплозмін 800 20 С), чим аналогічні склади на основі портландського і глиноземистого цементів.

4. АЛЮМОСИЛІКАТНІ І КРЕМНЕЗЕМИСТІ ВОГНЕТРИВКІ БЕТОНИ

У якості в'яжучих у таких бетонах раціонально застосовувати рідкоскловані, фос-

фатні композиції з відповідними по хімскладу наповнювачами і заповнювачами. При виготовленні монолітних футерівок і крупнорозмірних виробів алюмосилікатні вогне-

тривкі бетони можна одержувати, використовуючи високоглиноземистий цемент. Висо-

коглиноземистий цемент одержують спіканням або плавленням клінкера при темпера-

турі вище 1700 С. По хімскладу цемент складається з двох оксидів Al2O3 і Ca, зразковий зміст яких дорівнює відповідно 72-75 і 20-25%. Дорожнеча сировини і висока темпера-

тура одержання клінкера є причиною високої вартості високоглиноземистого цементу,

що вище вартості портландського і глиноземистого цементів відповідно в 10-15 і 2-3 ра-

зи. У теж час оксид кальцію високоглиноземистого цементу вже при температурі 1325 С

69

утворить з рядовими алюмосилікатними наповнювачами і заповнювачами значна кіль-

кість евтектичного розплаву, унаслідок чого перевага по вогневих властивостях алюмо-

силікатних бетонів на високоглиноземистом цементі в порівнянні з глиноземистим зво-

дяться практично до нуля. Тому на основі високоглиноземистого цементу раціонально виготовляти бетони з використанням високоглиноземистих наповнювачів і заповнюва-

чів, що містять не менш 70% Al2O3. Вартість таких заповнювачів порівнянна з вартістю високоглиноземистого цементу. Тому використовувати такі бетони необхідно тоді, коли їм немає альтернативи з боку бетонів на рідкосклованих і фосфатних в'яжучих, вартість яких може бути значно нижче.

Вогнетривкі рідкоскловані в'яжучі алюмосилікатного складу можуть бути отримані

при використанні в якості наповнювача високоглиноземистих матеріалів.

Рідке скло і його отвердителі є сильними плавнями, що знижують вогнетривкість алюмосилікатних матеріалів. Для одержання бетонів з мінімально достатньою вихідною міцністю 5-10 МПа у віброущільнені бетони в складі рідкого скла і, наприклад, жужіль-

них отвердителей уводиться 1,5-2% Na2O і 1-3% Ca. Обоє ці оксиду знижують вогнетри-

вкість алюмосилікатів приблизно однаково – 1% оксиду-плавня зменшує вогнетривкість

на 10-20 С. Компенсувати це зменшення можна збільшенням змісту Al2O3 у в'яжучому з розрахунку 2-3% Al2O3 на 1% оксидів плавнів. Таким чином, для одержання бетону з вихідною міцністю 5-10 МПа і з граничною температурою служби, рівній температурі застосування заповнювачів, необхідно в якості наповнювача в'яжучого використовувати

матеріал, зміст Al2O3 у якому буде на 5-15% вище, ніж у заповнювачах.

Вплив оксидів Na2O і Ca на основі властивості кремнеземистих вогнетривких мате-

ріалів інше. Якщо введення Na2O знижує вогнетривкість кремнезему приблизно пропо-

рційно масі оксиду (близько 20 С на 1% Na2O), то вміст СаО до 10% практично не по-

значається на вогнетривкості.

У металургії кремнеземисті (динасові) бетони на рідкому склі знайшли найбільш широке застосування. Гранична температура служби бетонів 1650°С, вихідна міцність

при стиску 5-30МПа. Зразкові склади бетонів, % маси:
кварцит фр. 0,16-10 мм або динас фр. 0,16-20 мм		80;
тонкомолотий кварцит фр. менш 0,08 мм		10-20;
отвердитель	(кремнефторид	натрію,	металургійні
шлаки в тонкомолотому виді)		0,5-10;
рідке скло щільністю 1,15-1,35 г/см3 (понад 100%)		10-20

Фосфатні в'яжучі являють собою різні композиції наповнювачів, фосфорної кисло-

ти або водних розчинів солей фосфорної кислоти і отвердителей. У якості останніх для алюмосилікатних бетонів використовують гідрат глинозему – Al(ВІН)3, вогнетривкі глини. У кремнеземистих бетонах у якості отвердителей застосовують мелені металур-

гійні шлаки, магнезит, хроміт. Недоліком фосфатних в'яжучих є висока температура твердіння (100-600°С). Однак у більшості раціонально підібраних композицій фосфатні

70