Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

УДК 666.946

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

СУХІ СУМІШІ НА ОСНОВІ КОМПОЗИЦІЙ СИСТЕМИ CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ ДЛЯ ТОРКРЕТ-МАС ТА БЕТОНІВ

05.17.11 - технологія тугоплавких

неметалічних матеріалів

Вернигора Наталія Костянтинівна

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, м. Харків.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Логвінков Сергій Михайлович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, завідувач науково-технічного відділу «Науково-технологічний та навчальний центр», м. Харків.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Ушеров-Маршак Олександр Володимирович, Харківський державний технічний університет

будівництва та архітектури, професор кафедри фізико - хімічної механіки та технології будівельних матеріалів, м. Харків;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Бабкіна Ліна Олексіївна, ВАТ “Український науково-дослідний інститут вогнетривів ім. А.С. Бережного”, завідувач лабораторією технології виготовлення і застосування неформованих матеріалів, бетонів і вогнетривів для прокатного і коксохімічного виробництва, м. Харків.

Захист відбудеться “ 30 ” жовтня 2008 р. о 12 годині 00 хвилин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.03 у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, м. Харків, вул. Фрунзе, 21.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”.

Автореферат розісланий “______” ____________________ 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Шабанова Г.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Виробництво вогнетривких матеріалів виникло у зв'язку з розвитком металургії, а по мірі поширення теплових агрегатів різного призначення стало однією з найважливіших галузей промисловості.

Останніми роками у вогнетривкій промисловості на фоні загального зниження виробництва і споживання вогнетривкої продукції спостерігається зростання обсягів випуску і застосування неформованих матеріалів, що забезпечує значну економію енергетичних, матеріальних та трудових ресурсів. Сухі суміші готують з оптимальним гранулометричним складом, вони збалансовані по речовому та фазовому складах вихідних інгредієнтів і містять рівномірно розподілені спеціальні добавки, що дозволяє регулювати експлуатаційні властивості продукції.

Використання корундових і муллітокорундових бетонів і сухих вогнетривких сумішей, які виробляють в переважній більшості на алюмінаткальцієвих цементах з введенням в суміш алюмомагнезіальної шпінелі і модифікуючих оксидів, обумовлює доцільність дослідження чотирикомпонентної системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, яка є фізико-хімічною основою таких матеріалів. Ця система відноситься до однієї з найскладніших чотирикомпонентних оксидних систем, що ускладнює її графічне відображення, в результаті чого втрачається рівень сприйняття окремих підсистем.

В останні роки в дослідженні окремих підсистем системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ встановлені нові факти та закономірності, що обумовлюють необхідність проведення подальшого дослідження для цілеспрямованої розробки бетонів і сухих сумішей на її основі. Таким чином, доцільно розглянути і проаналізувати субсолідусну будову складових підсистем, що входять до складу системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂.

У зв'язку з вищесказаним, актуальною є проблема розробки та отримання бетонів і сухих вогнетривких сумішей на основі композицій системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, що характеризуються високими характеристиками міцності, низькими значеннями поруватості, вогнетривкістю та стійкістю до агресивних середовищ.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася на кафедрі технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» у рамках держбюджетної теми «Розробка концептуальних положень отримання поліфункціональних в'яжучих матеріалів з регульованим фазовим складом» (план фундаментальних робіт МОН України № ДР 0106U001508), а також у рамках господарсько-договірних робіт «Оптимізація складів вогнетривких бетонів для конвертерного розливу сталі» та «Розробка гранулометричного і речового складів сухих сумішей вогнетривких бетонів» (ВАТ «Кіндратівський вогнетривкий завод», м. Дружківка, Донецька обл.), де здобувач був співвиконавцем, а також «Розробка складу і технології виготовлення вогнетривких тиглів з випуском експериментальної партії» (ТПК «Прімекс», м. Запоріжжя), де здобувач був відповідальним виконавцем.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка гранулометричного і речовинного складів та отримання сухих сумішей на основі композицій системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, що забезпечують формування заданого фазового складу, структури та необхідного рівня властивостей у подальших умовах експлуатації, характеризуються високими міцнісними характеристиками, низькими значеннями поруватості, вогнетривкістю, стійкістю до агресивних середовищ.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:

- сформувати базу термодинамічних даних для бінарних і потрійних сполук систем СаО-МgO-Al₂O₃, СаО-МgO-SiO₂, що дозволить цілеспрямовано прогнозувати фазовий склад торкрет-мас та бетонів;

- дослідити субсолідусну будову трикомпонентної системи СаО-МgO-SiO₂, виконати її тріангуляцію і надати геометро-топологічну характеристику фаз, що входять до її складу;

- визначити найбільш перспективну область для отримання вогнетривких матеріалів, і розробити нові склади сухих сумішей з необхідними фізико-механічними властивостями та експлуатаційними характеристиками;

- визначити вплив добавок-модифікаторів на властивості вогнетривкого цементу, що синтезується в перспективній області складів системи СаО-МgO-Al₂O₃;

- визначити вплив температури та часу витримки на ступінь мулітизації вогнетривкої глини для випалу шамоту, як компонента сухих сумішей;

- розробити сухі суміші та отримати бетони на основі композицій системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ із заданими високими експлуатаційними характеристиками.

Об'єкт дослідження - чотирикомпонентна система CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ та трикомпонентні системи СаО-МgO-Al₂O₃, MgO-Al₂O₃-SiO₂, СаО-МgO-SiO₂, що входять до її складу.

Предмет дослідження - процеси фазових і структурних змін в перспективних концентраційних областях потрійних підсистем системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ для отримання вогнетривких матеріалів з комплексом властивостей: високими міцнісними характеристиками, низькими значеннями поруватості, вогнетривкістю, стійкістю до агресивних середовищ.

Методи досліджень. Для дослідження будови трикомпонентних систем та для розрахунку спрямованості протікання реакцій використовувались фундаментальні закони рівноважної термодинаміки та термодинамічні методи аналізу твердофазних хімічних реакцій. Для оптимізації гранулометричного складу заповнювача і сухих вогнетривких сумішей використовувався симплекс-гратчастий метод планування експерименту. Статистична обробка експериментальних даних і термодинамічних розрахунків виконувалися з використанням пакету програм Microsoft Office Excel.

Дослідження фазового складу продуктів гідратації та отриманих матеріалів проводилось з використанням комплексу апаратурних методів фізико-хімічного аналізу - рентгенофазового, дериватографічного, петрографічного, електронної мікроскопії.

Фізико-механічні та експлуатаційні властивості розроблених матеріалів визначалися відповідно зі стандартними методиками для дослідження вогнетривких матеріалів.

Наукова новизна одержаних результатів:

- теоретично обгрунтовано та експериментально доведено можливість отримання сухих сумішей та бетонів на основі композицій системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, що характеризуються високими показниками міцності, низькими значеннями поруватості, вогнетривкістю та стійкістю до агресивних середовищ;

- розраховано стандартні термодинамічні характеристики для сполук СaAl₁₂O₁₉ та Ca₃MgAl₄O₁₀ системи СаО-МgO-Al₂O₃ і для сполуки Ca₅MgSi₃O₁₂ системи СаО-МgO-SiO₂, які відсутні в довідковій літературі, сформована скорегована база термодинамічних даних сполук, що входять до складу системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂;

- визначено оптимальні параметри синтезу потрійної сполуки Ca₃MgAl₄O₁₀ і встановлено його схильність до метастабільного існування, що вказує на небажану його наявність у фазовому складі матеріалів, що розробляються;

- встановлено температурні інтервали термодинамічно стабільних комбінацій фаз для системи СаО-МgO-SiO₂;

- встановлено перебудову конод в системі СаО-МgO-SiO₂, з урахуванням якої вона триангульована в 4-х температурних інтервалах (до 953 К, 953 - 1313 К, 1313 - 1660 К та вище температури 1660 К), для кожного з яких побудовано топологічний граф взаємозв'язку елементарних трикутників системи та визначено всі двох- та трифазні стабільні композиції;

- теоретично обґрунтовано та експериментально доведено застосування алюмомагнезіальної шпінелі у складі вогнетривких бетонів та торкрет-мас з позицій її високої стабільності, здатності формувати задану структуру і необхідний фазовий склад матеріалу з підвищеною високотемпературною міцністю, а також можливості утворювати тверді розчини з компонентами сталеплавильного шлаку, що суттєво підвищує стійкість розроблених матеріалів;

- визначено вплив добавок-модифікаторів на властивості вогнетривкого цементу та розроблено комплексну добавку на основі продукту механо-хімічної активації суміші гексаметафосфату натрію, казеїну та триполіфосфату натрію в співвідношенні 1 : 1 : 2.

Практичне значення одержаних результатів. Проведені дослідження будови системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ дозволили визначити оптимальну концентраційну область складів для отримання неформованих вогнетривів спеціального призначення. Розроблена технологія отримання бетонів для промислових ковшів розливу сталі конверторного виробництва та визначені їх фізико-механічні і технічні властивості. Встановлено, що отримані матеріали являються високоміцними (міцність на стиск через 28 діб тверднення досягає 52 МПа, а після термообробки (4 год) при 1350 °С - 87 МПа), швидкотверднучими (міцність на стиск через 3 доби тверднення досягає 20 МПа), вогнетривкими (вогнетривкість 1600 °С), термостійкими (термостійкість понад 25 теплозмін), з низьким ступенем розміцнення в інтервалі температур 20 - 1500 °С (до 15 %), з температурою початку деформації під навантаженням не менш 1450 °С. Про-мислові випробування розроблених бетонів були проведені на ВАТ «Кіндратівський вогнетривкий завод» (м. Дружківка, Донецька обл.), ТОВ НВО «Спецкераміка» (м. Сєвєродонецьк, Луганська обл.) і ТПК «Прімекс» (м. Запоріжжя). Встановлено, що за експлуатаційними показниками бетонні зразки не поступаються кращим імпортним аналогам і можуть бути рекомендовані як сухі суміші поліфункціонального призначення для бетонів та торкрет-маси для футерування ковшів для розливу сталі, які можуть використовуватись при одночасній дії високих температур і агресивного середовища.

Теоретичні, технологічні та методологічні розробки, наведені в дисертаційній роботі, використовуються у навчальному процесі при викладанні дисциплін «Основи технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів», «Хімічна технологія тонкої кераміки», «Хімічна технологія вогнетривів», «Контроль якості в технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів».

Технічна новизна перспективності використання матеріалів підтверджена патентом України на винахід № 80369.

Особистий внесок здобувача. Основні положення дисертаційної роботи, які винесено на захист, отримані здобувачем особисто. Серед них: розраховано термодинамічні константи бінарних та потрійних сполук досліджуваної системи, які відсутні в довідковій літературі; виконано тріангуляцію трикомпонентної системи СаО-МgO-SiO₂ і надано геометро-топологічну характеристику субсолідусної будови; вивчено вплив добавок-модифікаторів на властивості вогнетривкого цементу, що синтезується в перспективній області складів системи СаО-МgO-Al₂O₃; теоретично обгрунтовано та експериментально доведено отримання сухих сумішей та бетонів на основі композицій системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, що характеризуються високими показниками міцності, низькими значеннями поруватості, вогнетривкістю та стійкістю до агресивних середовищ; визначено фізико-механічні та технічні властивості отриманих матеріалів.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на: Міжнародній науково-технічній конференції «Технологія і застосування вогнетривів і технічної кераміки в промисловості» (м. Харків, 2005, 2006, 2007, 2008 р.), міжнародній конференції «Сучасне матеріалознавство: досягнення і проблеми» (м. Київ, 2005 р.), на П'ятому семінарі СО РАН УрО РАН «Термодинаміка і матеріалознавство» (м. Новосибірськ, Росія, 2005 р.), Міжнародній науково-технічній конференції «Наука і технологія будівельних матеріалів: стан і перспективи розвитку» (м. Мінськ, Білорусія, 2005 р.), міжнародному симпозіумі "Принципи і процеси створення неорганічних матеріалів" (м. Хабаровськ, Росія, 2006 р.), Міжнародній науково-практичній конференції «Структурна релаксація у твердих тілах», (м. Вінниця, 2006 р.), науково-технічній конференції «Фізико-хімічні проблеми в технології тугоплавких неметалевих та силікатних матеріалів» (м. Дніпропетровськ, 2006 р.), Міжнародній конференції «Мезоскопічні явища в твердих тілах» (м. Донецьк, 2007 р.), Міжнародній науково-практичній конференції «Наукові дослідження, наносистеми і ресурсозберігаючі технології в індустрії» (м. Бєлгород, Росія, 2007 р.), Міжнародній науковій конференції „Фізико-хімічні основи формування і модифікації мікро- та наноструктур” (м. Харків, 2007 р.), ХХ Всеросійській нараді по температуростійким функціональним покриттям (м. Санкт-Петербург, Росія, 2007 р.), Міжнародній конференції студентів, аспірантів і молодих вчених по хімії і хімічній технології (м. Київ, 2008 р.)

Публікації. За темою дисертації опубліковано 32 роботи, серед яких 17 наукових статей у фахових виданнях ВАК України та 1 патент України на винахід.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, 15 додатків. Повний обсяг дисертації складає 237 сторінок; 25 ілюстрацій по тексту; 28 ілюстрацій на 21 сторінці; 23 таблиці по тексту; 5 таблиць на 5 сторінках; 15 додатків на 20 сторінках; 232 використаних літературних джерела на 23 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність роботи, висвітлено наукове і практичне значення одержаних результатів, сформульовано мету і визначено напрямки її досягнення, надано загальну характеристику роботи.

Перший розділ присвячено аналізу науково-технічної літератури з питань, існуючих у теперішній час щодо напрямків одержання вогнетривких цементів та бетонів і торкрет-мас на їх основі, впливу добавок-модифікаторів на їх експлуатаційні характеристики, одержання вогнетривких матеріалів, а також будови трикомпонентних систем СаО-МgO-Al₂O₃, СаО-МgO-SiO₂, MgО-Al₂О₃-SiO₂. В результаті проведеного огляду визначено, що чотирикомпонентна система CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ становить як науковий, так і практичний інтерес з точки зору одержання поліфункціональних матеріалів, які характеризуються високими міцнісними характеристиками, низькими значеннями поруватості, вогнетривкістю, стійкістю до агресивних середовищ.

Аналіз довідкової літератури показав відсутність даних щодо повної бази термодинамічних даних для деяких сполук систем СаО-МgO-Al₂O₃ та СаО-МgO-SiO₂, а також щодо будови трикомпонентної системи СаО-MgО-SiO₂ в області субсолідуса, що викликає труднощі при створенні нових видів матеріалів.

Літературний огляд дозволив визначити напрямок проведення досліджень дисертаційної роботи: по-перше, дослідити будову трикомпонентних систем СаО-МgO-Al₂O₃, СаО-МgO-SiO₂, MgО-Al₂О₃-SiO₂, по-друге, розробити нові склади високоефективних сухих сумішей для торкрет-мас та бетонів з комплексом заданих експлуатаційних властивостей.

У другому розділі наведено характеристику сировинних матеріалів, обґрунтовано вибір методик досліджень та апаратури, надано опис розрахункових методів, застосованих у дисертаційній роботі.

При дослідженні чотирикомпонентної системи СаО-МgO-Al₂O₃-SiO₂ були використані сировинні матеріали, що відповідають діючим вітчизняним стандартам: карбонат кальцію, магнезит Саткінської групи родовищ, глинозем марки Г-00, глини вогнетривкі Новорайського родовища ДН-0, ДН-1, ДН-2, Часов-Ярського родовища Ч-0, шамот марки ШКН-1, високоглиноземний шамот марки ШМК-77, високоглиноземний цемент марки ВГЦ-60 та глиноземний цемент марки ГЦ-40 виробництва Харківського дослідного цементного заводу, дістен-силіма-нітовий концентрат порошковий марки КДСП Вольногорського ГМК (Дніпропетровська обл.).

Для дослідження трикомпонентних систем СаО-МgO-Al₂O₃ та СаО-МgO-SiO₂ було запропоновано використовувати комплекс сучасних методів аналізу багатокомпонентних систем: термодинамічний, фізико-хімічний, математичний. Вихідні термодинамічні дані розраховано за допомогою відомих методик. Обробка результатів досліджень, розрахунок геометро-топологічних характеристик здійснювалися за допомогою спеціально розроблених комп'ютерних програм на кафедрі технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей.

Визначення фазового складу продуктів випалу і продуктів гідратації отриманих матеріалів проводилося за допомогою комплексу сучасних фізико-хімічних методів аналізу: рентгенофазового (ДРОН-3М), диференційно-термічного (дериватограф Q-1500Д системи F.Paulik-J.Paulik-L.Erdey), петрографічного (поляризаційний мікроскоп МІН-8 та універсальний мікроскоп NY-2E), електронної мікроскопії (JSM-840 scanning microscope).

Фізико-механічні випробування цементів проводилися відповідно до методики малих зразків М.І. Стрєлкова, а оптимальні склади цементу випробовували відповідно до ГОСТ 310.1-96 - 310.4-96.

Термічні, термомеханічні та теплофізичні властивості експериментальних цементів та бетонів на їх основі визначались за стандартними методиками: вогнетривкість (ГОСТ 4069-69), термостійкість (ГОСТ 7875-93), температура деформації під навантаженням (ГОСТ 4070-2000), ступінь розміцнення - за величиною зменшення границі міцності на стиск по мірі збільшення температури випалу зразків, що випробуються, уявна щільність та відкрита поруватість (ГОСТ 2409-95).

Математична обробка даних для побудови діаграми «склад-властивість» з метою оптимізації фракційного складу шамотного заповнювача для бетонів здійснювалась з використанням симплекс-ґратчастого методу планування експерименту.

У третьому розділі досліджено будову трикомпонентних систем СаО-МgO-Al₂O₃ та СаО-MgО-SiO₂ в області субсолідуса. Проведенню математичного аналізу передували розрахунки термодинамічних даних для бінарних і потрійних сполук наведених систем: СaAl₁₂O₁₉, Ca₃MgAl₄O₁₀ і Ca₅MgSi₃O₁₂. Сформована скоректована база термодинамічних даних, використання якої дозволить створювати нові тугоплавкі оксидні матеріали заданого фазового складу з прогнозованими властивостями.

При виконанні розрахунків змін вільної енергії Гіббса для твердофазних реакцій обмінного типу системи СаО-МgO-Al₂O₃ були виділені дві реакції, які визначали стабільність двофазної комбінації CaAl₁₂O₁₉-MgO:

Ca₃MgAl₄O₁₀ + 16Al₂O₃ = 3CaAl₁₂O₁₉+ MgO (1)

Ca₃MgAl₄O₁₀ + 17Al₂O₃ = 3 CaAl₁₂O₁₉ + MgAl₂O₄ (2)

Обидві реакції при нормальній температурі фактично безентропійні (S⁰₂₉₈ = -0,4472 і +2,2766 Дж/моль•К, відповідно), але високоентальпійні (?Н⁰₂₉₈ = -1302,646 і -1326,130 кДж/моль, відповідно). Таким чином, можливою є експериментальна перевірка співіснування Ca₃MgAl₄O₁₀ і Al₂O₃, оскільки слід чекати наявності значного теплового ефекту при хімічній взаємодії між ними.

Нами проведені спроби синтезу сполуки Ca₃MgAl₄O₁₀. За результатами рентгенофазового аналізу в отриманому спеку сполука Ca₃MgAl₄O₁₀ не ідентифікована. У достатній кількості потрійну оксидну сполуку нам вдалося синтезувати з розплаву, отриманого за спеціальним режимом (нагрівання до 1350 С зі швидкістю 100 - 150 єС/год., далі - різкий підйом температури до 1500 єС зі швидкістю 200 - 250 єС/год., ізотермічна витримка при цій температурі 10 хв., охолодження на повітрі), дифрактограма спеку представлена на рис. 1б. Згідно реакції (1) була виготовлена сировинна суміш та проведено її диференційно-термічний аналіз. В пробі не зареєстровано процесів, які не супроводжуються втратами маси, але супроводжуються тепловими ефектами. Досліджена на дериватографі проба за результатами рентгенофазового аналізу представлена новим набором кристалічних фаз і містить аморфні продукти твердофазної взаємодії. Таким чином, за результатами синтезу потрійної оксидної сполуки Ca₃MgAl₄O₁₀ встановлено її схильність до метастабільного існування, що вказує на небажану її наявність у фазовому складі тугоплавких матеріалів.

Аналіз двофазних рівноваг у системі СаО-МgO-SiO₂ довів, що в області системи між метасилікатним та ортосилікатним перерізами фазові рівноваги надзвичайно чутливі до зміни температури; мінливість фазових рівноваг характерна для чотирьох інтервалів, обумовлених температурами 1660, 1313 і 953 К; наявність у системі потрійної сполуки Ca₅MgSi₃O₁₂ забезпечує термодинамічну стабільність його співіснування з ренкінітом до 953 К та запобігає стійкості двофазної комбінації Ca₂SiO₄-Ca₂MgSi₂O₇. Встановлено стабільні двофазні комбінації, які дозволили тріангулювати систему в 4-х встановлених інтервалах температур.

З позицій термодинаміки проведено дослідження окремих фазових рівноваг в системі CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, здатних виділити функціональну участь алюмомагнезіальної шпінелі, як компонента сухих сумішей, в процесах фазоутворення при термообробці бетону. Модельні твердофазні реакції, що протікають в системі CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, та розрахункові значення зміни енергії Гіббса для них представлені в табл. 1. Реакції № 7 і № 8 - зворотні при 1718 і 1563 К, відповідно, а сумарна для них реакція № 9 - при 1644 К. Зворотність реакцій № 7, 8 і 9 спостерігається до початку плавлення анортиту (1826 К).

Це важлива обставина, оскільки поява при 1408 К розплаву складу мінімальної евтектики в системі не перешкоджає процесу рідкофазного спікання бетону. Вище 1563 К визначається послідовна зворотність реакцій № 8, 9, 7 і характер фазоутворення переорієнтовується на формування твердих розчинів корунду в шпінелі, корунду в муліті і на утворення боніту.

Таблиця 1. Розрахункові значення змін енергії Гіббса для реакцій системи MgO-Al₂O₃-SiO₂ CaO-

№	Реакції	ДG, кДж/моль при температурі, К
1.	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	2000	-17,0398	-7,8231	-785,0391	-24,8629	-975,680	-1760,7191	26,2099	35,4265	61,6364
2.	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1900	-21,8559	-11,0776	-729,3879	-32,9334	-917,6502	-1647,038	16,8141	27,5924	44,4064
3	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1800	-26,6285	-14,5461	-676,3062	-41,1746	-861,9488	-1538,2550	7,5012	19,5836	27,0848
4.	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1700	-31,3504	-18,2176	-625,8531	-49,5680	-808,6278	-1434,4809	-1,7169	11,4160	9,6991
5.	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1600	-36,0142	-22,0809	-578,0882	-58,0950	-757,7381	-1335,8263	-10,8281	3,1053	-7,7228
6	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1500	-40,6113	-26,1231	-533,0791	-66,7344	-709,3380	-1242,4171	-19,8186	-5,3304	-25,1490
7	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1400	-45,1322	-30,3299	-490,9029	-75,4621	-663,4942	-1154,397	-28,6728	-13,8705	-42,5433
8	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1300	-49,5658	-34,6844	-451,6488	-84,2502	-620,2837	-1071,9325	-37,3727	-22,4913	-59,8641
9	CA + A3S2 = CAS2 + 3A	1200	-53,8992	-39,1671	-415,4211	-93,0662	-579,7974	-995,2185	-45,8972	-31,1651	-77,0624

в таблиці C - CaO, M - MgO, A - Al₂O₃, S - SiO₂

Подібна переорієнтація реакційної взаємодії за рахунок шпінелі виправдана з позицій організації найміцнішого взаємозв'язку всіх компонентів бетону із збереженням його вогнетривкості, оскільки вміст розплаву не буде перевищувати 10 % при раціональному дозуванні початкових інгредієнтів. Проведені розрахунки підтвердили доцільність застосування алюмомагнезіальної шпінелі як компоненту не тільки з позицій її високої стабільності, можливості утворювати тверді розчини з компонентами сталеплавильного шлаку, але і з позицій цільового реакційного формування структури матеріалу з підвищеною високотемпературною міцністю.

Проведено дослідження впливу температури та часу витримки на ступінь мулітизації вогнетривкої глини при випалі шамоту, як компонента сухих сумішей. Аналіз проводився шляхом порівняння ступеню мулітизації матеріалу, коефіцієнту кристалічності муліту, ступеню аморфності та вмісту кварцу у матеріалах зразків. Результати аналізу представлені на рис. 2.

Для матеріалів по 1 режиму випалення спостерігаються менші значення коефіцієнтів кристалічності муліту ніж по 2 режиму, але максимально високі ступені аморфності. Дані закономірності вказують на активне утворення мулітових твердих розчинів і формування криптокристалічної фази при попередній витримці при 910 °С. При 1 режимі випалення в матеріалі зразків найінтенсивніше розвивається процес мулітизації з паралельною витратою муліту на утворення твердих розчинів, що активно відбувається саме при 1250 °С. Відповідно, розміри кристалів муліту і їх морфологічна досконалість в цьому випадку нижче, а вміст мелкодісперсних кристалів муліту (менше 0,5 мкм) у складі криптокристалічної фази - вище, ніж в зразках глини, що випалювалась по 2 режиму.

Максимальна кількість муліту спостерігається в матеріалі після випалення по 3 режиму. Коефіцієнт кристалічності муліту в цьому випадку має досить високе значення 1,25, а його дрібні і морфологічно недосконалі кристали входять до складу криптокристалічної фази, достатньо представленої в кількісному вираженні, - ступінь аморфності матеріалу складає 0,66. Слід зазначити, що 3 режим випалення є енергозберігаючим, оскільки при його реалізації загальне знаходження зразків при підвищених температурах менше, ніж при 2 режимі. В свою чергу впорядкованість структурних елементів кристалів муліту знижує його активність у взаємодії з кварцем, що відображується зростанням кількості кварцу при 1390 °С.

Таким чином, на базі проведених досліджень можливо прогнозувати фазовий склад торкрет-мас та бетонів із заданими експлуатаційними властивостями.

У четвертому розділі представлені результати дослідження впливу добавок-модифікаторів на властивості вогнетривкого цементу, що синтезується в перспективній області складів системи СаО-МgO-Al₂O₃. Розроблена комплексна добавка на основі продукту механо-хімічної активації суміші гексаметафосфату натрію, казеїну і триполифосфату натрію в співвідношенні 1 : 1 : 2. Отримані із застосуванням комплексної добавки цементи характеризуються високими показниками міцності (міцність на стиск через 28 діб тверднення до 133 МПа) і є швидкотверднучими (міцність на стиск через 3 доби тверднення досягає 51 МПа).

Для одержання бетону високої міцності, щільності та однорідності було здійснено оптимізацію кількісного співвідношення суміжних фракцій заповнювача за допомогою симплекс-ґратчастого методу планування експерименту.

Досліджена залежність характеристик міцності отриманих бетонів від кількості цементу і комплексної добавки. Випробування показали, що найбільшу міцність мають зразки, в складі яких міститься 12 мас. % цементу та 1,3 мас. % комплексної добавки (рис. 3). Область оптимуму строго визначена та відмічається у вузькому інтервалі зміни значень параметрів, які варіюються, що вказує на необхідність точного дозування компонентів розроблених складів бетонів.

Проведено випробуван-ня механічної міцності бетону при дії підвищених температур і встановлено, що бетон втрачає міцність до 15,7 % від первинної. Вище 700 °C зростання ступеню розміцнення фактично завершується. Підвищення температури випалу від 900 °С сприяє початку спікання матеріалу з формуванням щільного полікристалічного структурного каркасу, що супроводжується збільшенням міцності. При термообробці при 1500 °С границя міцності при стисканні для бетону зростає на 80 % порівняно з первинною міцністю. Основні фізико-механічні та технічні властивості отриманих бетонів наведено в табл. 2.

Таблиця 2. Основні фізико-механічні характеристики розроблених бетонів

Найменування показників	Номера складів
	1	2	3	4	5
Компоненти маси, мас. %
Алюмосилікатний заповнювач	68,5	70,0	76,7	82,5	83,6
Синтезований цемент	20,0	18,0	12,0	6,0	4,0
Комплексна добавка	3,5	3,0	1,3	0,5	0,4
Вода	8,0	9,0	10,0	11,0	12,0
Властивості розроблених бетонів
Міцність на стиск, МПа, у віці: 3 доби	14,0	15,0	20,0	18,0	12,0
7 діб	25,0	27,0	35,0	34,0	23,0
28 діб	41,0	44,0	52,0	48,0	37,0
Міцність на стиск після термообробки (4 год.) при 1350 єС, МПа	78,0	80,0	87,0	84,0	75,0
Термостійкість, теплозміни (1200 єС - повітря)	> 25
Вогнетривкість, єС	1560	1570	1600	1610	1630
Температура єС початку деформації під навантаженням 0,2 МПа	1370	1400	1450	1470	1470

Проведено петрографічні дослідження розробленого бетону, встановлено, що контакти зерен заповнювача зі зв'язуючою масою в більшості випадків щільні, а склофаза у зразках представлена малою кількістю (рис. 4).

В результаті проведених випробувань встановлено (табл. 3), що за своїми фізико-механічними та технічними характеристиками бетонні зразки оптимальних складів є перспективними матеріалами для використання їх у різних галузях промисловості.

У п'ятому розділі наведено результати промислових випробувань розроблених сухих сумішей для бетонів та експериментальних виробів на їх основі. Випробування отриманих бетонів були проведені на ВАТ «Кіндратівський вогнетривкий завод», ТОВ НВО «Спецкераміка» та ТПК «Прімекс». Встановлено, що за експлуатаційними показниками сухі суміші для торкрет-мас та бетонів не поступаються кращим імпортним аналогам і можуть бути рекомендовані для використання у металургійній промисловості та у футеровках теплових агрегатів з агресивним середовищем (табл. 3).

Таблиця 3. Порівняльна характеристика фізико-механічних властивостей експериментальних зразків та імпортних аналогів фірми Lafarge

Вид бетону	Характеристика зразків	Температура випалу, С	Властивості
			відкрита поруватість, %	уявна щільність, г/см3	міцність на стиск, МПа
вогнетривкий бетон	імпортний бетон	1350	26,5	2,05	26
		1550	18,2	2,02	36
	розроблений склад	1550	4,3	2,63	115
торкрет-маса	імпортна торкрет-маса	1600	5,5	2,50	51
		1550	19,5	2,24	55
	розроблений склад	1600	6,7	2,64	60

У додатках наведено акти випуску експериментальних партій синтезованого цементу та бетонів на його основі, акти випробувань розроблених матеріалів.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

В результаті виконання дисертаційної роботи було вирішено науково-практичне завдання отримання сухих сумішей на основі композицій системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, які характеризуються вогнетривкістю, високими міцністними показниками, низькими значеннями поруватості та стійкістю до агресивних середовищ. За результатами проведених досліджень зроблені наступні висновки:

1. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість отримання сухих сумішей та бетонів на основі композицій системи CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, які характеризуються високими характеристиками міцності, низькими значеннями поруватості, вогнетривкістю та високим ступенем захисту від дії оксидно-сольових розплавів, що дає можливість використовувати отриманні матеріали при одночасній дії високих температур та агресивного середовища.

2. Розраховано вихідні термодинамічні константи сполук систем СаО-МgO-Al₂O₃, СаО-МgO-SiO₂, відсутні в довідковій літературі, і сформовано скореговану базу термодинамічних даних для бінарних і потрійних сполук цих систем.

3. Досліджено субсолідусну будову діаграми стану трикомпонентної системи СаО-МgO-SiO₂, виконано тріангуляцію системи СаО-МgO-SiO₂ і встановлено всі двох- та трифазні стабільні комбінації сполук в 4-х температурних інтервалах (нижче 953 К, від 953 до 1313 К, від 1313 до 1660 К, вище 1660 К), наведено геометро-топологічну характеристику фаз, які входять до її складу, що дає змогу отримувати у матеріалах стабільні комбінації фаз з прогнозованими властивостями.

4. Визначено вплив температури та часу витримки на ступінь мулітизації вогнетривкої глини для випалу шамоту, як компонента сухих сумішей. Експериментально зафіксовано підвищення повноти та інтенсивність мулітизації при застосуванні режимів випалу з ізотермічною витримкою при 910 С і, особливо, при ступінчастих витримках при 1100 і 1250 С.

5. Вивчено вплив добавок-модифікаторів на властивості вогнетривкого цементу, що синтезується в перспективній області складів системи СаО-МgO-Al₂O₃. Розроблена комплексна добавка на основі продукту механо-хімічної активації суміші гексаметафосфату натрію, казеїну та триполіфосфату натрію в співвідношенні 1 : 1 : 2. В результаті дослідження впливу комплексної добавки на властивості цементу встановлено, що добавка проявляє пластифікуючу дію в початковий період структуроутворення, підвищує щільність упаковки зерен наповнювача при мінімізованому вмісті, блокує найбільш гідравлічно активні фази цементу і сприяє збільшенню інтервалу структуроутворення при скороченні терміну набору початкової міцності. Отримані із застосуванням комплексної добавки цементи є швидкотверднучими (міцність на стиск через 3 доби тверднення досягає 51 МПа) та характеризуються високими показниками міцності міцність на стиск через 28 діб тверднення до 133 МПа).

6. Розроблено склади сухих сумішей з високими показниками експлуатаційних характеристик: міцність на стиск через 28 діб тверднення 37 - 52 МПа; ступінь розміцнення в інтервалі температур 20 - 700 °С до 15 %, термостійкість понад 25 теплозмін, вогнетривкість 1600 °С, температура початку деформації під навантаженням вище 1450 °С.

7. Промислова апробація оптимальних складів сухих сумішей проведена на ВАТ «Кіндратівський вогнетривкий завод» і встановлено, що по термомеханічній стабільності і фізико-механічним властивостям розроблені матеріали, які можуть використовуватись як торкрет-маси для сталерозливних ковшів, не поступаються кращим імпортним аналогам. Випробування неформованих мас і бетонних виробів на основі дослідної партії сухої суміші проведені в умовах ТОВ НВО «Спецкераміка» і встановлено, що розроблені суміші можуть бути рекомендовані для застосування при виготовленні арматурного шару сталерозливних ковшів; термостійкого футерування робочої зони човникової печі випалу електрокераміки; як ремонтно-відновний матеріал для виготовлення випальних каменів у печах плавки базальту; при виготовленні армованих брусів для заміни плит перекриття радіаційної частини тунелю печі виробництва водню, а також як матеріал для виготовлення зносостійких вставок ежекторів для регенераційного розчину установок хімводоочищення ТЕЦ. Випробування тиглів із розроблених складів бетонів проведені ТПК «Прімекс» і встановлено, що по експлуатаційним характеристикам отримані вогнетривкі тиглі гарантовано перевищують технічні вимоги і упроваджені на підприємстві для плавки емалевих фрітт.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Семченко Г.Д. Механизм диффузионного массообмена при синтезе сапфирина и кордиерита // Огнеупоры и техническая керамика. - М.: Меттекс, 2005. - № 2. - С. 2 - 7.

Здобувачем вивчено механізми дифузіонного масообміну з урахуванням участі твердих розчинів.

2. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Корогодская А.Н., Шаповалов В.П. Влияние модифицирующей добавки на основные свойства огнеупорных цементов // Вiсник Національного технічного університету «ХПI». - Харкiв: НТУ «ХПІ», 2005. - № 14. - С. 121 - 126.

Здобувачем досліджено вплив модифікуючої добавки на міцністні характеристики при структуроутворенні неформованих вогнетривів.

3. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Корогодская А.Н., Шаповалов В.П. Огнеупорные массы для коррозионностойких тиглей // Зб. наук. праць ВАТ «УкрНДІвогнетривів ім. А.С. Бережного». - Харків: Каравелла, 2005. - № 105. - С. 129 - 136.

Здобувачем проведені випробування розроблених матеріалів в якості тиглів для плавки емалевих фрітт.

4. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Бражник Д.А., Макаренко В.В., Шаповалов В.П., Цапко Н.С. Моделирование границы муллитовых твердых растворов в высокоглиноземистой области системы Al₂O₃-SiO₂ // Вiсник Національного технічного університету «ХПI». - Харкiв: НТУ «ХПІ», 2005. - № 52. - С. 143 - 147.

Здобувачем проведено математичне моделювання поведінки твердих розчинів на основі муліту.

5. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Бражник Д.А., Шабанова Г.Н., Шаповалов В.П. Термодинамический анализ фазовых равновесий и триангуляция системы CaO-MgO-SiO₂ // Огне-

упоры и техническая керамика. - М.: Меттекс, 2005. - № 12. - С. 8 - 13.

Здобувачем проведено термодинамічні розрахунки модельних реакцій в системі, систему триангульовано у 4-х температурних інтервалах.

6. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н. Бражник Д.А., Шаповалов В.П. Равновесные комбинации фаз в субсолидусе системы CaO-MgO-Al₂O₃ // Огнеупоры и техническая керамика. - М.: Меттекс, 2006. - № 2. - С. 2 - 6.

Здобувачем проведено термодинамічні дослідження сполук CaAl₁₂O₁₉ та Ca₃MgAl₄O₁₀.

7. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Шаповалов В.П., Корогодская А.Н., Сидоров В.Н. Эффективность добавок-модификаторов в процессах гидратационного твердения высокоглиноземистого цемента // Вiсник Національного технічного університету «ХПI».- Харкiв: НТУ «ХПІ», 2006. - № 13. - С. 16 - 24.

Здобувачем досліджено вплив добавок-модифікаторів на міцністні показники цементів.

8. Вернигора Н.К., Скородумова О.Б., Логвинков С.М., Городничева И.В. Изменение фазового состава муллитоциркониевой керамики при термоциклировании // Огнеупоры и техническая керамика. - М.: Меттекс, 2006. - № 5. - С. 2 - 10.

Здобувачем узагальнено результати досліджень фізико-механічних властивостей зразків.

9. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Корогодская А.Н. Анализ фракционного состава огнеупорных бетонов на шамотном заполнителе // Зб. наук. праць ВАТ «УкрНДІвогнетривів ім. А.С. Бережного». - Харків: Каравелла, 2006. - № 106. - С. 71 - 77.

Здобувачем оптимізовано гранулометричний склад шамотного заповнювача, а також розроблено склади вогнетривких бетонів на його основі.

10. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шумейко В.Н., Зеленцов С.З., Тищенко С.В. Влияние низкотемпературного твердофазного взаимодействия на фазовый состав и микроструктуру материалов системы ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂ // Огнеупоры и техническая керамика. - М.: Меттекс, 2006. - № 12. - С. 4 - 10.

Здобувачем досліджено властивості матеріалів на основі глинозему та електроплавленого корунду, модифікованих цирконом.

11. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Шумейко В.Н., Цапко Н.С., Дистанов В.Б., Шаповалов В.П. Влияние суперпластифицирующих поликарбоксилатных добавок на физико-механические свойства высокоглиноземистого цемента // Вiсник Національного технічного університету «ХПI». - Харкiв: НТУ «ХПІ», 2006. - № 43. - С. 143 - 153.

Здобувачем досліджено строки тужавіння цементного каменю з добавками суперпластифікаторів.

12. Вернигора Н.К., Логвинков С.М. Структурно-фазовая релаксация в материалах системы MgO-Al₂O₃-SiO₂ при термических нагрузках // Вiсник Національного технічного університету «ХПI». - Харкiв: НТУ «ХПІ», 2006. - № 44. - С. 129 - 136.

Здобувачем проаналізовано особливості фазових змін вогнетривких матеріалів в залежності від температури.

13. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Шаповалов В.П. Экспериментальная проверка стабильности тройного соединения Ca₃MgAl₄O₁₀ и триангуляции системы CaO-MgO-Al₂O₃ // Огнеупоры и техническая керамика. - М.: Меттекс, 2007. - № 3. - С. 14 - 18.

Здобувачем встановлено параметри синтезу сполуки Ca₃MgAl₄O₁₀.

14. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова М.М., Шумейко В.Н. Проблемы неравнозначности условий фазообразования в шамоте // Вопросы химии и химической технологи. - Днепропетровск: УДХТУ, 2007. - № 1. - С. 34 - 40.

Здобувачем розглянуто фазові зміни каолініту згідно з діаграмою системи Al₂O₃-SiO₂.

15. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Шумейко В.Н., Цапко Н.С., Шаповалов В.П. Тестирование диаграммы состояния Al₂O₃-SiO₂ согласно экспериментальным данным термической эволюции каолинита // Вiсник Національного технічного університету «ХПI». - Харкiв: НТУ «ХПІ», 2007. - № 8. - С. 161 - 172.

Здобувачем проведено перевірку шляху плавління каолініту згідно з діаграмою системи Al₂O₃-SiO₂.

16. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Шумейко В.Н., Цапко Н.С. Определение термомеханических свойств неформованных огнеупоров для сталеразливочных ковшей // Вiсник Національного технічного університету «ХПI». - Харкiв: НТУ «ХПІ», 2007. - № 31. - С. 118 - 123.

Здобувачем визначено основні фізико-механічні властивості розроблених бетонних матеріалів.

17. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Шумейко В.Н., Шаповалов В.П. Термодинамическое обоснование использования алюмомагнезиальной шпинели в составе низкоцементных огнеупорных бетонов // Новые огнеупоры. - М.: Фолиум, 2008. - № 2. - С. 56 - 60.

Здобувачем проведено розрахунки реакцій в системі CaO - MgO - Al₂O₃ - SiO₂ за участю алюмомагнезіальної шпінелі.

18. Пат. 80369 Україна, МПК С 04 В 35/66, С 04 В 35/18. Вогнетривка маса: Пат. 80369 України, МПК С 04 В 35/66, С 04 В 35/18 Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Тищенко С.В., Цапко Н.С., Корогодська А.М., Шаповалов В.П. (Україна); НТУ «ХПІ». - № а 2006 05903; Заявл. 29.05.06; Опубл. 10.09.07, Бюл. № 14. - 6 с.

Здобувачем проведено фізико-механічні випробування зразків з вогнетривкої маси.

19. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шаповалов В.П., Бурак Н.П. Термодинамика фазовых равновесий системы CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ в решении проблем керамического материаловедения // Термодинамика и материаловедение. - Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2006. - С. 48 - 49.

Здобувачем проведено термодинамічні розрахунки зміни енергії Гіббса для аналізу протікання основних твердофазних реакцій в дослідженій системі.

20. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Корогодская А.Н. Коррозионностойкие тигли для варки эмалевых фритт // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Наука и технология строительных материалов: состояние и перспективы развития» 25-26 мая 2005 г. - Минск, 2005. - С. 72 - 74.

Здобувачем розроблено речовинний та гранулометричний склад матеріала тиглів для плавки емалевих фрітт.

21. Логвинков С.М., Вернигора Н.К., Сандул С.В. Строение системы Al₂O₃-SiO₂ с позиций твердофазных взаимодействий // Материалы Междунар. конф. «Современное материаловеде-

ние: достижения и проблемы» 26-30 сент. 2005 г. - Киев, 2005. - С. 71.

Здобувачем вивчено особливості синтезу мулліту в глиноземистій області.

22. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Семченко Г.Д. Концепция реализации твердофазных реакций в технологии тугоплавких неметаллических материалов // Материалы Междунар.симпоз. «Принципы и процессы создания неорганических материалов» 12-15 апр. 2006 г. - Хабаровск, 2006. - С. 55.

Здобувачем узагальнені відомості по обмінним твердофазним реакціям в системі CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂.

23. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Корогодская А.Н. Оптимизация гранулометрии шамотного заполнителя в огнеупорных бетонах и торкрет-массах // Сборник тезисов докладов Междунар. науч.-техн. конф. «Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности» 26-27 апр. 2006 г. - Харьков, 2006. - С. 11 - 12.

Здобувачем проведено фізико-механічні випробування зразків вогнетривких бетонів на шамотному заповнювачі.

24. Вернигора Н.К., Логвинков С.М. Адаптация фазового состава и структуры материалов системы MgO-Al₂O₃-SiO₂ к термическим нагрузкам // Тези доповідей Міжнар. наук.-техн. конф. «Структурна релаксація у твердих тілах» 23-25 трав. 2006 р. - Вінниця, 2006. - С. 257 - 258.

Здобувачем проведений аналіз фазових змін в області MgAl₂O₄-Al₆Si₂O₁₃-Al₂O₃.

25. Вернигора Н.К., Логвинков С.М. Специфика организации фазового состава шамота // Тези доповідей наук.-техн. конф. «Фізико-хімічні проблеми в технології тугоплавких неметалевих та силікатних матеріалів» 27-29 верес. 2006 р. - Дніпропетровськ, 2006. - С. 94.

Здобувачем розглянуто процеси муллітізації каолініту.

26. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Шумейко В.Н., Цапко Н.С. Особенности термической эволюции каолинита и реакционной диффузии при синтезе муллита // Тезисы докладов межд. конф. «Мезоскопические явления в твердых телах» 26 февр.-1 марта 2007 г. - Донецк, 2007. - С. 37.

Здобувачем охарактеризовано стадії утворення муліту з урахуванням участі твердих розчинів на основі муліту та силіманіту.

27. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Цапко Н.С., Суховецкая В.М. Термодинамика твердофазного равновесия комбинаций фаз корунд - цельзиан и муллит - бариевая шпинель // Сборник тезисов докладов Междунар. науч.-техн. конф. «Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности» 26-27 апр. 2007 г. - Харьков, 2007. - С. 51 - 52.

Здобувачем проаналізовано термодинамічні розрахунки твердофазних реакцій за участю корунду та муліту.

28. Вернигора Н.К., Шабанова Г.Н., Гапонова Е.А., Цапко Н.С., Миргород О.В., Шабанова М.М. Получение вяжущих материалов на основе отходов очистки сточных вод // Сборник докладов Междунар. научн.-техн. конф. «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» 18-19 сент. 2007 г. - Белгород, 2007. - Ч.. 2. - С. 308 - 311.

Здобувачем проведено дослідження відходів водоочищення та розроблено склади цементу на його основі.

29. Вернигора Н.К., Логвинков С.М. Формирование диссипативных структур при протекании периодических твердофазных реакций в системе MgO-Al₂O₃-SiO₂ // Збірник наукових праць Міжнар. наук. конф. «Фізико-хімічні основи формування і модифікації мікро- та наноструктур» 10-12 жовт. 2007 р. - Харків, 2007. - С. 70 - 72.

Здобувачем проведено фізико-механічні випробування зразків з кордієритвміщуючих матеріалів.

30. Вернигора Н.К., Логвинков С.М., Шабанова Г.Н., Макаренко В.В., Цапко Н.С. Наноструктурирование и высокотемпературное упрочнение материалов системы MgO-Al₂O₃-SiO₂ при твердофазных обратимых реакциях // Тезисы докладов ХХ Всероссийского совещания по температуроустойчивым функциональным покрытиям 27-28 нояб. 2007 г. - С-Пб, 2007. - С. 55 - 56.

...