Жаростійкий газобетон на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ЖАРОСТІЙКИЙ ГАЗОБЕТОН НА ОСНОВІ ЛУЖНОГО АЛЮМОСИЛІКАТНОГО ЗВ'ЯЗУЮЧОГО

Ковальчук Г.Ю.

05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби

Київ - 2002

Анотація

Ковальчук Г.Ю. Жаростійкий газобетон на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - будівельні матеріали та вироби. - Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2002.

Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість отримання жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого та золи-винесення для теплоізоляції високотемпературного устаткування. Встановлено взаємозв'язок між компонентним складом, умовами термообробки, фазовим складом новоутворень після гідратації та дегідратації та властивостями штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих з використанням різних алюмосилікатних компонентів. Розроблено склади жаростійких газобетонів марки D500 за середньою густиною, класу И8 за граничною температурою застосування та марки Т₂25 за термостійкістю, що характеризуються міцністю при стиску 0,6…2,1 МПа, залишковою міцністю після випалювання при 800єС 75…537%, усадкою після випалювання в межах 0,94…1,97% та термостійкістю до 34 повітряних теплозмін.

Ключові слова: високотемпературні теплоізоляційні матеріали, газобетон, жаростійкість, зола-винесення, лужне алюмосилікатне зв'язуюче, структуроутворення, цеоліти.

Аннотация

Ковальчук Г.Ю. Жаростойкий газобетон на основе щелочного алюмосиликатного связующего. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - строительные материалы и изделия. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Киев, 2002.

На основании анализа источников информации установлено, что решение актуальной для экономики Украины проблемы теплоизоляции высокотемпературного оборудования возможно за счет замены энергоемких штучных легковесных огнеупоров жаростойким газобетоном на основе щелочных алюмосиликатных связующих.

Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено принципиальное подобие процессов гидратационно-дегидратационного структурообразования щелочных алюмосиликатных связующих на основе метакаолина и золы-унос, что предопределило возможность создания жаростойких материалов на основе таких связующих при использовании алюмосиликатных компонентов различного происхождения.

Исследована взаимосвязь между компонентным составом связующих, условиями термообработки, фазовым составом новообразований и свойствами жаростойкого искусственного камня на основе щелочных алюмосиликатных связующих в системе Na₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O. Показано, что основным путем обеспечения высоких термомеханических свойств композиций “щелочные алюмосиликатные связующие - жаростойкий наполнитель” является направленный синтез в составе продуктов гидратации среднего количества термостабильных цеолитоподобных фаз (анальцима, цеолита R, гидросодалита), дегидратация и последующая перекристаллизация которых в кристаллохимически подобные безводные щелочные алюмосиликаты (нефелин, альбит) проходит без значительных изменений каркаса, предопределяя получение прочного конгломерата в условиях нормальных и повышенных температур.

Разработаны составы композиций щелочных алюмосиликатных связующих с жаростойким наполнителем в системах “связующее на основе метакаолина - зола-унос” и “связующее на основе золы-унос - молотый шамот”, обеспечивающие получение искусственного камня с высокими эксплуатационными свойствами: прочностью при сжатии после низкотемпературной термообработки (пропаривания или сушки при температуре до 220єС) - до 88,5 МПа, прочностью при сжатии после обжига при температуре 800єС - до 88,7 МПа, остаточной прочностью после обжига - до 245% и усадкой после обжига - в пределах 0…4,2%. Обоснована целесообразность применения метода горячего формования с дальнейшей выдержкой образцов при температурах 40…80єС до схватывания.

Исследованы основные принципы управления двухстадийным процессом структурообразования жаростойкого газобетона на основе щелочного алюмосиликатного связующего и золы-унос, согласно которым на первой стадии образуется ячеистая макроструктура материала и прочная первичная микроструктура на основе цеолитоподобных новообразований, способных к плавной дегидратации и перекристаллизации в стабильные безводные фазы без разрушения макроструктуры материала на второй стадии структурообразования непосредственно в ходе первого разогрева конструкции до рабочей температуры в процессе эксплуатации.

Разработаны технологические приемы получения жаростойких газобетонов на основе щелочного алюмосиликатного связующего. Установлена возможность обеспечения синхронизации процессов газовыделения и твердения газобетонной смеси за счет введения добавки-ускорителя твердения (портландцементного клинкера) и применения технологии горячего формования с последующей выдержкой материала при температуре 70…80єС. Получены образцы газобетона средней плотностью 300…1100 кг/м³.

Разработаны составы жаростойких газобетонов марки D500 по средней плотности, класса И8 по предельной температуре применения и марки Т₂20…Т₂25 по термостойкости, характеризующиеся прочностью при сжатии 0,6…2,1 МПа, остаточной прочностью после обжига при температуре 800єС - 75…537%, усадкой после обжига - в пределах 0,94…1,97% и термостойкостью до 34 воздушных теплосмен. Установлено, что разработанные материалы характеризуются в 2…5 раз большей абсолютной и в 5…14 раз большей остаточной прочностью после обжига, в 1,5…4,9 раз большей термостойкостью, а также меньшей энерго- и ресурсоемкостью, чем аналогичные высокотемпературные теплоизоляционные материалы, открывая тем самым возможность снижения средней плотности и, соответственно, толщины футеровки при сохранении ее несущей способности и теплозащитных свойств.

Проведено опытно-промышленное внедрение жаростойкого газобетона при теплоизоляции фрагментов футеровки стекловарной печи Киевского стеклотарного завода. Экономический эффект от использования жаростойкого газобетона на основе щелочного алюмосиликатного связующего составил 2830,73 гривен/м³ газобетона.

Ключевые слова: высокотемпературные теплоизоляционные материалы, газобетон, жаростойкость, зола-унос, структурообразование, цеолиты, щелочное алюмосиликатное связующее.

жаростійкий газобетон алюмосилікатний

Annotation

Kovalchuk G.Yu. Heat-resistant gas concrete based on alkaline aluminosilicate binder. - Manuscript.

Dissertation research for obtaining a scientific degree of candidate of technical sciences in speciality 05.23.05 - building materials and articles. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2002.

The possibility to produce heat-resistant gas concrete based on alkaline aluminosilicate binder and fly ash for heat insulation of high-temperature equipment was theoretically substantiated and practically confirmed. Interrelation between mix composition, treatment conditions, phase composition of microstructure after hydration and dehydration and properties of an artificial stone based on alkaline aluminosilicate binders made with different aluminosilicate sources was determined. Technological parameters and mix proportions to produce heat-resistant gas concrete with a density of 500 kg/m³, application temperature limit of 800єC, thermal resistance up to 34 air cycles, compressive strength of 0.6…2.1 N/mm², residual strength after firing at 800єC of 75…537% and contraction of 0.94…1.97% were developed.

Keywords: high-temperature heat insulating materials, gas concrete, heat resistance, fly ash, alkaline aluminosilicate binder, structure formation, zeolites.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Орієнтація вітчизняної промисловості на енергозатратні технології за часів існування СРСР значною мірою обумовлює сучасну енергетичну кризу в Україні. Одним з пріоритетних напрямків енергозбереження в промисловості та підвищення ефективності виробництва є покращання теплової ізоляції високотемпературного устаткування. Виготовлення традиційних легких вогнетривів, у свою чергу, пов'язане із застосуванням складної високоенергоємної технології виготовлення. Проблему може бути вирішено за рахунок заміни легких вогнетривів на жаростійкі легкі, насамперед газобетони, для яких, проте, характерні достатньо низька залишкова міцність після випалювання, а також, у більшості випадків, значна вартість та дефіцитність відповідних в'яжучих речовин (фосфатних та алюмінатних цементів тощо).

З цієї точки зору особливий інтерес для створення жаростійких газобетонів викликають сучасні в'яжучі системи, що дозволяють проектувати задані спеціальні властивості композиційних будівельних матеріалів на їх основі. До таких в'яжучих належать розроблені в Державному науково-дослідному інституті в'яжучих речовин і матеріалів ім. В.Д. Глуховського лужні алюмосилікатні зв'язуючі, високі характеристики яких (значна міцність, жаростійкість тощо) обумовлені можливістю синтезу в складі новоутворень певних цеолітоподібних сполук, що визначають необхідні спеціальні властивості штучного каменю.

Недоліком зазначених зв'язуючих є підвищена вартість, обумовлена головним чином значною енергоємністю базового алюмосилікатного компоненту - метакаоліну. Подібність хімічного складу метакаоліну та золи-винесення, поряд із доцільністю синтезу штучних цеолітів на основі паливних зол, дозволяє передбачити можливість заміни метакаоліну на золу-винесення, що сприятиме підвищенню ефективності матеріалів на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих одночасно з вирішенням екологічних проблем утилізації відходів теплоенергетичної галузі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності до держбюджетних тем Міністерства освіти і науки України: 9ДБ-99 “Розробка рекомендацій по технологіях виготовлення легких бетонів на алюмосилікатних в'яжучих” (1999-2001 рр., № державної реєстрації 0199U000666) та етапу 2 “Встановлення впливу речовинного складу дисперсної фази неорганічних в'яжучих на фазовий склад продуктів їх тверднення, який забезпечує направлене формування структури штучного каменю” теми 4ДБ-99 “Фізико-хімічні основи отримання мінералоподібного штучного каменю на основі неорганічних в'яжучих в системі (Na, K)₂O-CaO-Al₂O₃-SiO₂-H₂O, модифікованих органічними сполуками” (2000 р., № державної реєстрації 0199U000665). В зазначених роботах автор виконував обов'язки відповідального виконавця.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є визначення закономірностей структуроутворення жаростійких лужних алюмосилікатних зв'язуючих та газобетонів на їх основі.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

встановити взаємозв'язок між компонентним складом, умовами термообробки, фазовим складом новоутворень і властивостями штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих з використанням різних алюмосилікатних компонентів та розробити склади зв'язуючих з підвищеною жаростійкістю;

визначити оптимальні технологічні параметри отримання та розробити склади жаростійких газобетонів на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих;

дослідити фізико-механічні та спеціальні властивості розроблених матеріалів;

провести дослідно-промислове впровадження жаростійкого газобетону та визначити його економічну ефективність.

Об'єктом досліджень є жаростійкий газобетон на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого.

Предметом досліджень є процес направленого формування структури жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого на мікро- та макрорівнях.

Методи досліджень. Експериментальні дослідження виконано за допомогою сучасних методів фізико-хімічного аналізу: рентгенофазового та диференційно-термічного. Структуру газобетонів було досліджено із застосуванням оптичної мікроскопії. Визначення фізико-механічних (середньої густини, міцності при стиску) та термомеханічних (залишкової міцності та усадки після випалювання, термостійкості) властивостей проведено за традиційними методиками згідно діючих нормативних документів. Розрахунки та оптимізацію складів жаростійких газобетонів проведено із застосуванням математичних методів планування експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів:

теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість отримання в системі Na₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O на основі різних алюмосилікатних компонентів (метакаоліну, золи-винесення ДРЕС) жаростійких лужних алюмосилікатних зв'язуючих за рахунок направленого синтезу в складі продуктів гідратації термостабільних цеолітоподібних продуктів типу анальциму, гідросодаліту та цеоліту R, що здатні до плавної дегідратації та подальшої перекристалізації у безводні алюмосилікати типу нефеліну та альбіту, визначаючи таким чином стабільність штучного каменю за умов нормальних та підвищених (до 800єС) температур;

теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість заміни метакаоліну як алюмосилікатного компоненту зв'язуючих на золу-винесення, зокрема для створення жаростійких матеріалів;

вивчено закономірності процесів гідратації та дегідратації зв'язуючих в залежності від виду алюмосилікатного компоненту, мольного співвідношення SiO₂/Al₂O₃ і умов термообробки та встановлено вплив фазового складу мікроструктури на термомеханічні характеристики штучного каменю, модифікованого добавкою меленого шамоту;

показано можливість отримання штучного каменю з регульованими термомеханічними характеристиками в системах “зв'язуюче на основі метакаоліну - зола-винесення як наповнювач” та “зв'язуюче на основі золи-винесення - мелений шамот як наповнювач”;

розроблено основні принципи керування двостадійним процесом структуроутворення жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого, згідно яких на першій стадії утворюється ніздрювата макроструктура матеріалу та міцна первинна мікроструктура, основу якої складають гідратні новоутворення - аналоги природних цеолітів, що здатні до плавної дегідратації та перекристалізації у стабільні безводні фази без руйнування макроструктури матеріалу на другій стадії структуроутворення безпосередньо в процесі першого нагрівання конструкції до робочої температури;

встановлено вплив складу та технологічних параметрів на властивості жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого і показано можливість направленого регулювання властивостей матеріалу.

Практичне значення одержаних результатів:

розроблено склади жаростійких композицій “лужне алюмосилікатне зв'язуюче -наповнювач”, що забезпечують отримання штучного каменю міцністю при стиску після термообробки - до 88,5 МПа, міцністю при стиску після випалювання до 88,7 МПа, залишковою міцністю після випалювання - до 245% та усадкою після випалювання - в межах 0…4,2%;

отримано жаростійкі газобетони середньою густиною 300…1100 кг/м³ та розроблено склади газобетонів класу И8 за граничною температурою застосування, марки D500 за середньою густиною та марки Т₂25 за термостійкістю, що характеризуються міцністю при стиску 0,6…2,1 МПа, залишковою міцністю після випалювання при температурі 800єС - 75…537%, усадкою після випалювання - в межах 0,94…1,97% та термостійкістю до 34 повітряних теплозмін.

Жаростійкий газобетон на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого апробовано у виробничих умовах для теплоізоляції фрагментів футерівки (склепіння печі, склепіння фідеру, стіни басейну) скловарної печі Київського склотарного заводу. Економічний ефект від застосування розробленого матеріалу на заміну легкого шамотного вогнетриву становив 2830,73 грн/м³ газобетону.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих результатів та впровадженні розроблених матеріалів у виробництво. Особистий внесок здобувача в наукові роботи:

1. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Лужне алюмосилікатне зв'язуюче на основі золи-виносу // Зб. наук. пр. Дніпропетр. держ. техн. ун-ту залізничного трансп. - Сер. “Будівництво”. - 1999. - Вип. 7. - С. 212-219.

Досліджено можливість використання золи-винесення як алюмосилікатного компоненту зв'язуючих. Показано, що високі експлуатаційні характеристики штучного каменю (міцність, жаростійкість тощо) обумовлені складом новоутворень розроблених композицій, представленим цеолітоподібними сполуками.

2. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Фізико-хімічні передумови отримання лужного алюмосилікатного зв'язуючого на основі золи-виносу // Композиційні матеріали для будівництва: Зб. наук. пр. - Макіївка: ДонДАБА. - Вип. 2000-2 (22). - С. 111-116.

Експериментально підтверджено можливість застосування золи-винесення як алюмосилікатного компоненту лужних алюмосилікатних зв'язуючих. Досліджено технологічні засоби отримання зв'язуючих на основі золи-винесення.

3. Кривенко П.В., Мохорт М.А., Ковальчук Г.Ю. Підбір складу жаростійкого лужного алюмосилікатного газобетону на основі золи-виносу // Вісн. Вінниц. політехнічного ін-ту. - 2000. - № 4. - С. 15-19.

Із застосуванням математичних методів планування експерименту проведено оптимізацію складу жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого з використанням метакаоліну та золи-винесення Бурштинської ДРЕС.

4. Кривенко П.В., Бродко О.А., Ковальчук Г.Ю. Структуроутворення жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Зб. наук. пр. - Рівне: РДТУ. - 2001. - Вип. 6. - С. 62-67.

Із застосуванням рентгенофазового та диференційно-термічного аналізів досліджено фізико-хімічні процеси гідратаційно-дегідратаційного структуроутворення жаростійкого газобетону.

5. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Дослідження фазового складу продуктів дегідратації лужних алюмосилікатних зв'язуючих // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка: Наук.-техн. зб. - 2001. - № 16. - С. 49-53.

Досліджено взаємозв'язок між складом, умовами термообробки та фазовим складом продуктів дегідратації лужних алюмосилікатних зв'язуючих на основі метакаоліну та паливних зол. Обґрунтовано доцільність застосування розроблених систем для створення жаростійких композитів будівельного призначення.

6. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Фазовий склад новоутворень лужного алюмосилікатного зв'язуючого на основі золи-виносу // Строительство и техногенная безопасность: Сб. науч. тр. - Симферополь: Крымская акад. природоохранного и курортного стр-ва. - 2001. - Вып. 4. - С. 147-159.

Досліджено фазовий склад новоутворень лужних алюмосилікатних зв'язуючих на основі золи-винесення. Встановлено взаємозв'язок між компонентним складом, умовами термообробки та фазовим складом продуктів гідратації.

7. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю., Самойленко С.С. Дослідження процесів структуроутворення хімічно зв'язаної кераміки на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого та золи-винесення // Вестн. Нац. техн. ун-та “ХПИ”. - 2001. - № 18. - С. 66-71.

Розглянуто процеси гідратаційно-дегідратаційного структуроутворення зв'язуючих на основі золи-винесення, особливості мікроструктури яких поряд з унікальними властивостями дозволили віднести такі системи до хімічно зв'язаної кераміки.

8. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Жаростойкий газобетон на основе щелочного алюмосиликатного связующего // Строительные материалы. - 2001. - № 7. - С. 26-28.

Досліджено властивості жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого в залежності від складу та технологічних параметрів.

9. Мохорт М.А., Ковальчук Г.Ю. Підвищення економічної ефективності будівельної теплоізоляції // Шляхи підвищ. ефективності буд-ва в умовах формув. ринкових відносин: Зб. наук. пр. - К.: КНУБА. - 1999. - Вип. 5. - С. 139-144.

Показано економічну ефективність застосування безавтоклавного газобетону підвищеної міцності на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого, що дозволяє зменшити товщину стіни та загальну вагу конструкцій.

10. Ефективні матеріали на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого для жаростійкої теплоізоляції промислового обладнання / П.В. Кривенко, М.А. Мохорт, Г.Ю. Ковальчук, В.М. Ресенчук // Шляхи підвищ. ефективності буд-ва в умовах формув. ринкових відносин: Зб. наук. пр. - К.: КНУБА. - 2000. - Вип. 8. - С. 99-105.

Обґрунтовано можливість застосування жаростійкого газобетону як одного з шарів комплексної футерівки високотемпературного устаткування, виконаної з застосуванням матеріалів на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого.

11. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Жаростойкий газобетон для теплоизоляции высокотемпературного оборудования // Строительные материалы и изделия. - 2001. - № 2. - С. 27-28.

На підставі аналізу структури та властивостей газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого розглянуто можливість його застосування для теплоізоляції високотемпературного устаткування.

12. Omelchuk V.P., Kovalchuk G.Yu. The regulation of properties of the slag alkaline cement cellular concrete // Proc. Second Intern. Conf. "Alkaline Cements and Concretes". - Kyiv (Ukraine). - 1999. - P. 587-593.

Досліджено процеси структуроутворення та властивості шлаколужних ніздрюватих бетонів на основі різних алюмосилікатних та лужних компонентів.

13. Krivenko P.V., Mokhort N.A., Kovalchuk G.Yu. Structure and properties of geocement-based gas concretes // Proc. Sixth Intern. Conf. on Structural Failure, Durability and Retrofitting (ICSF 2000). - Singapore. - 2000. - P. 149-156.

Досліджено структуру та властивості газобетонів на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих та вказано на ефективні напрямки їх застосування.

14. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю., Самойленко С.С. Дослідження процесів спучення зольного гравію на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого // Материалы к 40-му междунар. семинару “Моделирование и оптимизация в материаловедении” (МОК-40). - Одесса: Астропринт. - 2001. - С. 74-75.

Встановлено та досліджено ефект спучення висококремнеземних лужних алюмосилікатних зв'язуючих на основі золи-винесення.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були висвітлені на 58, 59, 60 та 61 науково-практичних конференціях КНУБА (1998-2001 рр.), ІІ міжнародній конференції “Alkaline Cements and Concretes” (Київ, ДНДІВМ, 1999 р.), науково-технічних семінарах “Ефективна тепло-, гідроізоляція будинків і споруд та їх вогнезахист при будівництві та реконструкції” (Київ, НДІБК, 1999 р.) та “Матеріали для сучасного будівництва” (Київ, НДІБМВ, 2001 р.), Третій міжнародній науково-практичній конференції “Енергозбереження в будинках і спорудах” (Київ, ЗНДІЕП, 2000 р.), Шостій міжнародній конференції “Structural Failure, Durability and Retrofitting” (Сінгапур, 2000 р.), 40-му міжнародному семінарі “Моделирование и оптимизация в материаловедении (Одеса, ОДАБА, 2001 р.), Науково-практичній конференції “Строительные материалы на основе отходов топливно-энергетического комплекса: опыт, достижения и проблемы” (Київ, НДІБМВ, 2001 р.), Третій науково-технічній конференції “Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди” (Рівне, РДТУ, 2001 р.), Міжнародному симпозіумі “Sustainable Development of Cement and Concrete” (Сан-Франциско, США, 2001 р.) та на конференції “Фізико-хімічні проблеми керамічного матеріалознавства” (Харків, НТУ “ХПІ”, 2001 р.).

Покладені в основу дисертації авторські роботи за результатами конкурсів було відзначено грамотою Національної Академії наук України (1999 р.), стипендією Кабінету Міністрів України для молодих учених (2000 р.) та грантом Президента України для обдарованої молоді (2002 р.).

2. Зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету досліджень, наукову новизну, практичну значимість та основні задачі, що розв'язані у роботі.

У першому розділі наведено огляд стану наукової розробки теми та визначено теоретичні передумови досліджень.

Аналіз сучасних тенденцій розвитку високотемпературних технологічних процесів показує, що вирішення актуальної задачі покращання ефективності теплової ізоляції високотемпературного устаткування доцільно реалізовувати шляхом заміни традиційних легких вогнетривів на легкі жаростійкі бетони, що дозволяє виключити принаймні останнє, найбільш тривале випалювання футерувальних матеріалів, покращити продуктивність праці, знизити собівартість та підвищити стійкість футерівки, сприяючи загальному енерго- та ресурсозбереженню як на стадії виробництва, так і на стадії експлуатації високотемпературних теплоізоляційних матеріалів.

Найефективнішими серед легких жаростійких бетонів, враховуючи економічні, технологічні та функціональні переваги, є ніздрюваті бетони. Найбільшого поширення набули жаростійкі газобетони на основі портландцементу, рідкого скла та алюмінатних цементів, але зазначеним матеріалам властиві деякі недоліки: необхідність застосування дорогих технологій, невисокі термомеханічні властивості тощо. Вирішення цих проблем можливе за рахунок застосування в'яжучих, жаростійкість яких обумовлено формуванням у складі новоутворень цеолітоподібних сполук. До таких в'яжучих належать створені науковою школою проф. В.Д. Глуховського лужні в'яжучі системи, зокрема геоцементи.

Розвиток фізико-хімічних основ управління процесами структуроутворення геоцементів дозволив запропонувати лужні алюмосилікатні зв'язуючі, в основу створення яких покладено принцип формування у складі продуктів гідратації певних цеолітоподібних новоутворень, що визначають необхідні властивості матеріалів на основі таких зв'язуючих - високу міцність, жаростійкість тощо. Зокрема, жаростійкість зв'язуючих обумовлена синтезом у складі новоутворень термостабільних фаз (аналогів фожазиту, морденіту, шабазиту, содаліту тощо), здатних до плавної дегідратації та перекристалізації у стабільні безводні алюмосилікати без руйнування каркасу.

Проблему дещо підвищеної вартості зв'язуючих, обумовлену головним чином значною енергоємністю базового алюмосилікатного компоненту - метакаоліну, може бути вирішено шляхом його заміни на більш дешеві матеріали, що забезпечують можливість синтезу цеолітоподібних новоутворень.

Аналіз інформації щодо доцільності заміни легких вогнетривів на жаростійкі ніздрюваті бетони, теоретичних основ синтезу штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих, даних про ефективність використання золи-винесення ТЕС як алюмосилікатного компоненту геоцементів, а також відомостей в області синтезу цеолітоподібних продуктів на основі золи-винесення дозволяє висунути наукову гіпотезу щодо можливості отримання жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого та золи-винесення за рахунок регулювання властивостей матеріалу на різних ієрархічних рівнях, при цьому на мікрорівні регулювання забезпечуватиметься шляхом синтезу термостабільних цеолітоподібних новоутворень, на мезорівні - підбором оптимальної кількості жаростійкого наповнювача та на макрорівні - шляхом відповідного управління ніздрюватою макроструктурою матеріалу. Застосування золи-винесення сприятиме підвищенню ефективності зв'язуючих шляхом зниження їх вартості при одночасному вирішенні екологічних проблем утилізації відходів теплоенергетичної промисловості.

У другому розділі наведено характеристики застосованих сировинних матеріалів та методів досліджень.

Як об'єкти дослідження фізико-хімічних процесів структуроутворення в'яжучих композицій для виготовлення жаростійкого газобетону було використано модельні системи (Na,K)₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O, представлені лужними алюмосилікатними зв'язуючими, що відрізнялись мольним співвідношенням оксидів Me₂O/Al₂O₃, SiO₂/Al₂O₃ та Н₂O/Al₂O₃, а також видом алюмосилікатного компоненту. Як алюмосилікатний компонент використовували метакаолін, отриманий дегідратацією каоліну Просянівського родовища при температурі 800С, золу-винесення Бурштинської ДРЕС (ГОСТ 25818) та відвальну золу гідровидалення Трипільської ДРЕС, що представлена фракцією золошлакової суміші < 0,16 мм (ГОСТ 25592). Як базовий лужний компонент використовували силікат натрію розчинний з силікатним модулем 2,8, густиною 1400 кг/м³ Київського склотарного заводу (ГОСТ 13078). Коригування дисперсної фази здійснювали введенням добавок мікрокремнезему (білої сажі БС-50 Вінницького хімічного заводу), натру їдкого технічного (ГОСТ 2263) та калі їдкого технічного (ГОСТ 9285). Як добавку-регулятор процесів структуроутворення зв'язуючих застосовували портландцементний клінкер Ольшанського цементного заводу.

Як наповнювач при дослідженні жаростійкості зв'язуючих було використано шамот Першотравеньського електрофарфорового заводу марки ШКМ-10 (ГОСТ 23037), розмелений до питомої поверхні 410 м²/кг за Блейном. При виготовленні газобетону як наповнювачі застосовували золу-винесення Бурштинської ДРЕС, золу Трипільської ДРЕС та мелений шамот. Як газоутворювач застосовували пудру алюмінієву пігментну ПАП-1 (ГОСТ 5494), знежирену розчином господарчого мила (ГОСТ 30288), у вигляді суспензії.

Склад новоутворень лужних алюмосилікатних зв'язуючих та продуктів їх дегідратації вивчали за допомогою рентгенофазового та диференційно-термічного аналізів. Підбір складу та виготовлення зразків газобетону проводили з урахуванням рекомендацій ДСТУ Б В.2.7-45 та СН 277 із застосовуванням попереднього розігрівання форм та методу гарячого формування. Фізико-механічні властивості матеріалів досліджували згідно діючих нормативних документів: середню густину - за ГОСТ 12730.1, міцність при стиску - за ГОСТ 10180, жаро- та термостійкість - за ГОСТ 20910.

У третьому розділі наведено результати досліджень процесів структуроутворення штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих в залежності від компонентного складу та умов термообробки.

Попередні експерименти показали, що при замішуванні золи-винесення розчином на основі рідкого скла відбувається швидке коагуляційне тужавлення з утворенням неводостійкого каменю, здатного до оборотного переходу у рідкий стан при нагріванні вище температури 60єС. В ході досліджень було обґрунтовано доцільність запобігання такого явища за рахунок гарячого формування з подальшим витримуванням суміші при температурі 60…80єС до тверднення. Виготовлені таким чином зразки на основі різних зол характеризувались міцністю при стиску після термообробки - до 57 МПа, водостійкістю - не менше 0,8 та залишковою міцністю після випалювання при 800єС - до 137,5%, що підтвердило можливість отримання зв'язуючих на основі золи-винесення.

Для встановлення впливу речовинного складу дисперсної фази лужних алюмосилікатних зв'язуючих на фазовий склад новоутворень згідно результатів попередніх досліджень було відібрано 10 композицій, які відрізнялись видом алюмосилікатного компоненту та мольним співвідношенням SiO₂/Al₂O₃, що знаходилось в межах 2…8 для зв'язуючих на основі метакаоліну та 4…8 для зв'язуючих на основі зол.

Після формування зразки витримували при температурі 80С до тужавлення, після чого розпалублені зразки направляли на термообробку за одним з п'яти режимів: автоклавування при надлишковому тиску 0,8 МПа та температурі 174С, пропарювання при температурі 80С; сушку при температурах 80С, 150 або 220єС. Тривалість ізотермічного витримування в усіх випадках становила 6 годин.

Як показали дослідження, склад продуктів гідратації лужних алюмосилікатних зв'язуючих визначається видом алюмосилікатного компоненту, мольним відношенням SiO₂/Al₂O₃, видом та концентрацією лужного компоненту та, насамперед, режимом термообробки. Виключенням є зв'язуюче складу на основі метакаоліну, продуктами гідратації якого незалежно від режиму термообробки є цеоліт Na-А та гідронефелін. При застосуванні автоклавування спостерігається тенденція до синтезу аналогів природних цеолітів (анальциму, цеолітів А, P та R), причому інтенсивність рефлексів зазначених сполук на рентгенограмах вказує на утворення достатньо великої кількості цих продуктів. При застосуванні ж пропарювання і особливо сушки спостерігається переважне утворення гідросодаліту та, ймовірно, близької до нього за природою неідентифікованої фази Z, невисока інтенсивність рефлексів яких свідчить про певну локалізацію та недосконалість процесів кристалоутворення цих фаз у зазначеній системі. За умов пропарювання ініціюється утворення тоберморитового гелю на основі кальційвміщуючих фаз зі складу вихідних зол. Повна або часткова заміна лужного компоненту з рідкого скла на NaOH інтенсифікує утворення гідросодаліту та, у випадку автоклавування, цеоліту R.

Інтенсивність процесів цеолітоутворення зменшується при збільшенні мольного відношення SiO₂/Al₂O₃ у складі лужних алюмосилікатних зв'язуючих, яке супроводжується зменшенням концентрації лужного компоненту. Серед режимів термообробки найінтенсивніше цеолітоутворення зафіксовано при застосуванні автоклавування. В залежності від виду алюмосилікатного компоненту інтенсивність зменшується в ряду: зола-винесення Бурштинської ДРЕС > зола Трипільської ДРЕС > метакаолін, в залежності від виду лужного компоненту - в ряду: їдкий натр > рідке скло.

На відміну від фазового складу продуктів гідратації, фазовий склад продуктів дегідратації лужних алюмосилікатних зв'язуючих при температурі 800єС не залежить від виду низькотемпературної обробки і визначається виключно компонентним складом зв'язуючого. При цьому спостерігається кореляція між співвідношенням SiO₂/Al₂O₃ вихідних зв'язуючих та продуктів їх дегідратації: при збільшенні цього відношення від 2 до 8 склад продуктів дегідратації в загальному випадку змінюється у напрямку: нефелін () альбіт () -кристобаліт ().

В ході досліджень було відмічено, що висококремнеземні зольні зв'язуючі навіть більшою мірою за їх аналоги на основі метакаоліну схильні до низькотемпературного (до 200єС) спучення при нагріванні, що було покладено в основу створення високоміцного безвипалювального зольного гравію. Водночас створення жаростійких матеріалів вимагає забезпечення стабільності об'єму матеріалу в широкому діапазоні температур. Як показали експерименти, регулювання процесів усадки/спучення штучного каменю при нагріванні доцільно проводити шляхом підбору оптимальних складів зв'язуючих та введенням жаростійкого наповнювача.

Дослідження взаємозв'язку між складом, параметрами термообробки, фазовим складом новоутворень та властивостями штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих було проведено на основі композицій, модифікованих меленим шамотом у співвідношенні 1:1. Було встановлено, що оптимальними термомеханічними властивостями (високою абсолютною та залишковою міцністю поряд з низькою усадкою після випалювання) характеризуються композиції, фазовий склад яких за відповідних умов представлено середньою кількістю термостабільних цеолітоподібних новоутворень - анальциму, гідросодаліту та цеоліту R, що здатні до плавної дегідратації та перекристалізації у кристалохімічно подібні безводні алюмосилікати - нефелін та альбіт - без руйнування каркасу. Значна інтенсивність кристалоутворення, що спостерігається при застосуванні автоклавування, так само як і недостатнє проходження процесів кристалізації новоутворень висококремнеземних зв'язуючих призводять до різкого погіршення експлуатаційних характеристик матеріалу. При цьому композиції на основі зол переважають аналогічні композиції на основі метакаоліну за своїми властивостями, особливо після випалювання. Подібність фазового складу продуктів гідратації та дегідратації поруч із високими експлуатаційними властивостями підтвердили доцільність заміни метакаоліну як алюмосилікатного компоненту зв'язуючих на золу-винесення.

На підставі зазначених досліджень, з урахуванням підвищеної активності метакаоліну на ранніх стадіях гідратації у порівнянні з золою-винесення, було розроблено жаростійкі композиції на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих (табл. 1), що характеризуються строками тверднення при 80єС - до 4 годин, міцністю при стиску після низькотемпературної термообробки - до 88,5 МПа, міцністю при стиску після випалювання при температурі 800єС - до 88,7 МПа, залишковою міцністю після випалювання - до 245% та усадкою після випалювання - в межах 0…4,2%. Розроблені композиції було покладено в основу створення жаростійких газобетонів.

В четвертому розділі проведено проектування складів та дослідження властивостей жаростійких газобетонів.

Таблиця 1 Оптимальні жаростійкі композиції на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих

Враховуючи те, що за умов високого показника рН дисперсійного середовища лужних алюмосилікатних зв'язуючих алюмінієва пудра бурхливо реагує з лугами, в ході попередніх досліджень було встановлено доцільність забезпечення синхронізації строків спучення та тверднення газобетонної суміші шляхом прискорення строків тверднення за рахунок застосування технології гарячого формування з подальшим витримуванням суміші до досягнення необхідної пластичної міцності, а також введення добавки-прискорювача строків тужавлення - портландцементного клінкеру.

Виходячи з функціонального призначення матеріалу, особливий інтерес при розробці складів жаростійкого газобетону викликає дослідження можливості отримання матеріалів з широким діапазоном значень середньої густини та, відповідно, теплофізичних властивостей, при одночасному забезпеченні необхідних механічних та термомеханічних характеристик. Аналіз результатів попередніх досліджень дозволив зробити висновок щодо доцільності керування цими властивостями шляхом підбору оптимального співвідношення між технологічними параметрами, які відіграють головну роль у структуроутворенні газобетону на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих: вмістом наповнювача та добавки - регулятора процесів структуроутворення (портландцементного клінкеру), а також водовмісту суміші.

Для виготовлення газобетону було взято склади жаростійких композицій в двох принципово відмінних системах (табл. 1): “зв'язуюче на основі метакаоліну - зола-винесення як наповнювач” та “зв'язуюче на основі золи-винесення - мелений шамот як наповнювач”. Виходячи з того, що вид золи принципово не впливає на процеси структуроутворення та властивості композицій в кожній із зазначених систем, для подальших досліджень було відібрано по одній з розроблених композицій з кожної системи, а саме: “зв'язуюче на основі метакаоліну - зола Трипільської ДРЕС як наповнювач” та “зв'язуюче на основі золи-винесення Бурштинської ДРЕС - мелений шамот як наповнювач”. На основі цих складів було виготовлено зразки газобетону за литтьовою технологією із застосуванням відповідних технологічних засобів.

Дослідження було проведено з використанням трирівневого трифакторного плану побудови експерименту. Як фактори варіювання було обрано відношення кількості наповнювача до маси сухих компонентів зв'язуючого (1…2 для зв'язуючих на основі метакаоліну та 1…1,5 для зв'язуючих на основі золи-винесення), вміст добавки клінкеру по відношенню до маси сухих компонентів зв'язуючого (0…10%) та водотверде відношення (0,30…0,40 для зв'язуючих на основі метакаоліну та 0,25…0,35 для зв'язуючих на основі золи-винесення). Як вихідні параметри фіксували час набору розпалубочної міцності, середню густину, міцність при стиску та коефіцієнт конструктивної якості зразків після пропарювання, а також середню густину, міцність при стиску, залишкову міцність та усадку після випалювання при температурі 800єС. В результаті математичної обробки отриманих експериментальних даних було визначено коефіцієнти рівнянь регресії та побудовано ізопараметричні діаграми властивостей жаростійких газобетонів.

Як свідчить аналіз отриманих результатів, час тверднення газобетону в обох системах залежить головним чином від вмісту клінкеру, що підтверджує доцільність його застосування як прискорювача строків тверднення газобетону на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих. Водночас всі інші властивості газобетону на основі системи “зола - шамот” визначаються насамперед водотвердим відношенням, засвідчуючи про високу чутливість такої системи до зміни водовмісту, що проявляється зокрема у широкому діапазоні значень середньої густини в рамках експерименту в даній системі (335…1187 кг/м³) у порівнянні з аналогами в системі “метакаолін - зола” (416…661 кг/м³), в якій середня густина та усадка залежать в основному від вмісту клінкеру, а коефіцієнт конструктивної якості та залишкова міцність - від вмісту наповнювача. Порівнюючи властивості газобетонів в різних системах, слід зазначити, що матеріали системи “метакаолін - зола” у порівнянні з аналогами системи “зола -шамот” характеризуються більш короткими строками тверднення та більш високою міцністю після пропарювання, але погіршеними термомеханічними властивостями: низькою залишковою міцністю після випалювання та більш високою усадкою. В ході досліджень отримано матеріал, що характеризуються середньою густиною 300…1100 кг/м³, міцністю при стиску до 15,8 МПа, коефіцієнтом конструктивної якості до 140 (в установчих експериментах - до 179), міцністю при стиску після випалювання до 22,1 МПа, залишковою міцністю до 570% та усадкою в межах 0,82…5,73%.

На основі побудованих експериментально-статистичних моделей розроблено склади жаростійких газобетонів марки D500 за середньою густиною, класу И8 за граничною температурою застосування та марки Т₂20…Т₂25 за термостійкістю, що характеризуються міцністю при стиску 0,6…2,1 МПа, залишковою міцністю після випалювання при 800єС 75…537%, усадкою після випалювання в межах 0,94…1,97% та термостійкістю 24…34 повітряних теплозміни.

Формування структури жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого проходить у дві стадії. На першій стадії при застосуванні низькотемпературної теплової обробки утворюється ніздрювата макроструктура матеріалу та міцна первинна мікроструктура, основу якої складають цеолітоподібні сполуки. Друга стадія структуроутворення відбувається в процесі експлуатації матеріалу при першому нагріванні виробів до робочої температури. На цій стадії макроструктура матеріалу майже не змінюється, а основа мікроструктури - гідратні новоутворення - перекристалізовуються на безводні без зміни об'єму і, відповідно, без руйнування каркасу. Дегідратація новоутворень при температурах до 600єС призводить до незначного за амплітудою та плавного за характером зниження міцності конгломерату, а їх перекристалізація в діапазоні температур 600…800єС супроводжується збільшенням міцності, особливо різким для зв'язуючих на основі золи-винесення, а також зростанням усадки матеріалу (до 2%). Подальше нагрівання газобетону до температури 1000єС, не викликаючи руйнування структури, призводить до подальшого зростанням усадки, особливо композицій на основі метакаоліну, що обмежує діапазон застосування розроблених складів матеріалу температурою 800єС. Відсутність значних спадів міцності при нагріванні обумовлює високу термостійкість матеріалу.

У порівнянні з іншими матеріалами, що традиційно застосовують для теплової ізоляції устаткування з робочою температурою до 800єС, розроблений жаростійкий газобетон характеризується в 2…5 разів більшою абсолютною та в 5…14 разів вищою залишковою міцністю після випалювання, в 1,5…4,9 разів кращою термостійкістю, а також меншою енерго- та ресурсоємністю, що відкриває можливість зниження середньої густини і, відповідно, товщини футерівки при збереженні її несучої здатності та теплозахисних властивостей.

В п'ятому розділі наведено результати дослідно-промислового впровадження жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого для теплоізоляції фрагментів футерівки скловарної печі Київського склотарного заводу загальною площею 5 м². Максимальна робоча температура на внутрішній поверхні жаростійкого газобетону становила до 700С. Після розігрівання до робочої температури не виявлено деформування або інших ознак руйнування виробів, що підтверджує можливість використання запропонованого безвипалювального жаростійкого газобетону як альтернативу легким вогнетривам аналогічної середньої густини, в тому числі при гарячих ремонтах високотемпературного устаткування. Економічний ефект від застосування жаростійкого газобетону становив 2830,73 грн/м³ матеріалу.

Висновки

На підставі аналізу літературних джерел встановлено, що вирішення актуальної для економіки України проблеми покращання теплоізоляції високотемпературного устаткування можливе за рахунок заміни енергоємних штучних легких вогнетривких виробів жаростійкими ніздрюватими бетонами, найбільш перспективним в'яжучим для виробництва яких є лужне алюмосилікатне зв'язуюче.

Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено подібність процесів гідратаційно-дегідратаційного структуроутворення лужних алюмосилікатних зв'язуючих на основі метакаоліну та золи-винесення, що обумовило можливість створення жаростійких матеріалів на основі таких зв'язуючих при використанні алюмосилікатних компонентів різного походження.

Встановлено взаємозв'язок між компонентним складом зв'язуючих, умовами термообробки, фазовим складом новоутворень після гідратації та дегідратації та властивостями жаростійкого штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих в системі Na₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O. Показано, що забезпечення високих термомеханічних властивостей композицій “лужні алюмосилікатні зв'язуючі - жаростійкий наповнювач” можливе за рахунок синтезу у складі продуктів гідратації середньої кількості термостабільних цеолітоподібних фаз (анальциму, цеоліту R, гідросодаліту), дегідратація та наступна перекристалізація яких у кристалохімічно подібні безводні лужні алюмосилікати (нефелін, альбіт) протікає без значних змін каркасу, зумовлюючи отримання міцного конгломерату за нормальних та підвищених температур.

Розроблено склади композицій лужних алюмосилікатних зв'язуючих з жаростійким наповнювачем в системах “зв'язуюче на основі метакаоліну - зола-винесення” та “зв'язуюче на основі золи-винесення - мелений шамот”, що забезпечують отримання штучного каменю з високими експлуатаційними показниками: міцністю при стиску після низькотемпературної термообробки (пропарювання або сушки при температурі до 220єС) - до 88,5 МПа, міцністю при стиску після випалювання при температурі 800єС - до 88,7 МПа, залишковою міцністю після випалювання - до 245% та усадкою після випалювання - в межах 0…4,2%. Обґрунтовано необхідність застосування методу гарячого формування та подальшого додаткового витримування сумішей при температурах 40…80С до тверднення.

Встановлено основні принципи керування двостадійним процесом структуроутворення жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого та золи-винесення, згідно яких на першій стадії утворюється ніздрювата макроструктура матеріалу та міцна первинна мікроструктура на основі цеолітоподібних новоутворень, що здатні до плавної дегідратації та перекристалізації у стабільні безводні фази без руйнування макроструктури матеріалу на другій стадії структуроутворення безпосередньо в ході першого нагрівання конструкції до робочої температури в процесі експлуатації.

Розроблено технологічні прийоми отримання жаростійких газобетонів середньою густиною 300…1100 кг/м³. Встановлено можливість забезпечення синхронізації процесів газовиділення та тверднення газобетонної суміші за рахунок введення добавки-прискорювача (портландцементного клінкеру) та застосування технології гарячого формування з подальшим витримуванням матеріалу при температурі 70…80єС.

Розроблено склади жаростійких газобетонів марки D500 за середньою густиною, класу И8 за граничною температурою застосування та марки Т₂20…Т₂25 за термостійкістю, що характеризуються міцністю при стиску 0,6…2,1 МПа, залишковою міцністю після випалювання при температурі 800єС - 75…537%, усадкою після випалювання - в межах 0,94…1,97% та термостійкістю до 34 повітряних теплозмін. У порівнянні з іншими матеріалами, що традиційно застосовують для теплової ізоляції устаткування з робочою температурою до 800єС (легкими вогнетривами та жаростійкими ніздрюватими бетонами на основі портландцементу, глиноземного цементу та рідкого скла), розроблений матеріал характеризується в 2…5 разів більшою абсолютною та в 5…14 разів вищою залишковою міцністю після випалювання, в 1,5…4,9 разів кращою термостійкістю, а також меншою енерго- та ресурсоємністю.

Проведено дослідно-промислове впровадження жаростійкого газобетону для теплоізоляції фрагментів футерівки скловарної печі Київського склотарного заводу. Економічний ефект від заміни легких вогнетривів безвипалювальним жаростійким газобетоном на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого становив 2830,73 грн/м³ матеріалу.

Основні положення дисертації викладено у працях

1. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Лужне алюмосилікатне зв'язуюче на основі золи-виносу // Зб. наук. пр. Дніпропетр. держ. техн. ун-ту залізничного трансп. - Серія “Будівництво”. - 1999. - Вип. 7. - С. 212-219.

2. Кривенко П.В., Ковальчук Г.Ю. Фізико-хімічні передумови отримання лужного алюмосилікатного зв'язуючого на основі золи-виносу // Композиційні матеріали для будівництва: Зб. наук. пр. - Макіївка: ДонДАБА. - Вип. 2000-2 (22). - С. 111-116.

3. Ковальчук Г.Ю. Дослідження жаростійкості газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв'язуючого // Будівництво України. - 2000. - № 4. - С. 21-24.

4. Кривенко П.В., Мохорт М.А., Ковальчук Г.Ю. Підбір складу жаростійкого лужного алюмосилікатного газобетону на основі золи-виносу // Вісн. Вінниц. політехнічного ін-ту. - 2000. - № 4. - С. 15-19.