Влияние обжига на пористость и водопоглощение жаростойких композиций на основе молотых шлаков и глин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние обжига на пористость и водопоглощение жаростойких композиций на основе молотых шлаков и глин

Тарасов Роман Викторович,

Макарова Людмила Викторовна,

Григорьева Анастасия Сергеевна

Аннотация

Высокотемпературный обжиг влияет на структуру композиционных материалов. В статье проведен анализ изменения пористости и водопоглощения глиношлаковых материалов после обжига.

Ключевые слова: водопоглощение, обжиг, пористость

В качестве жаростойких материалов, предназначенных для футеровки промышленных печей могут использоваться наполненные глиношлаковые композиционные материалы, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками [1…10].

Глиношлаковое вяжущее содержит в своем составе молотый гранулированный Липецкий шлак (Sуд=3000-3500 см 2/г) и глину Иссинского месторождения Пензенской области (Sуд=4800 см 2/г) [11…13]. В качестве активизатора твердения использовалась щелочь NaOH, вводимая в количестве 2% от массы вяжущего. Наполнителями служили шамотный песок (Мкр=1,8), бой шамотного кирпича, тонкомолотый шамот (Sуд=4000 см 2/г).

Ранее проведенные исследования позволили оценить структуру глиношлаковых композиций с точки зрения оценки пористости и водопоглощения различных составов [14]. В то же время интерес представляет изменение структурных характеристик композитов после обжига. Составы исследуемых композитов представлены в табл. 1.

Таблица 1. Состав исследуемых композиций

Однократный обжиг (выдержка при t=800°С в течение 4 часов) оказывает значительное влияние на водопоглощение и пористость жаростойкого глиношлакового материала Показатели открытой пористости (соответственно и показатели массового водопоглощения) после обжига значительно выросли. Пористость образцов из чистого шлака (табл. 1., составы 1, 2) составила после обжига 27,70% и 28,89% соответственно, что больше показателей пористости необожженых образцов на 47,2 и 39,1 %.

Пористость обожженных ненаполненных ГШ составов (табл. 1., составы 3, 4) выросла на 48% для прессованных образцов и на 34% для виброуплотненных. Как показывают результаты на ГШВ обжиг оказывает более сильное влияние, чем на чистый шлаковый камень. Следует также отметить, что пористость виброуплотненных образцов в процессе обжига изменяется меньше, чем пористость прессованных. Объем закрытых пор для ненаполненных составов (табл. 1) после обжига составляет 1,37-1,95%, что несколько ниже закрытой пористости необожженных образцов. Основные характеристики пористости и водопоглощения обожженных ненаполненных шлаковых и глиношлаковых составов приведены в табл. 2.

Таблица 2. Основные характеристики пористости и водопоглощения обоженных ненаполненных шлаковых и глиношлаковых составов

Водопоглощение и пористость наполненных составов после обжига также возросли (рис. 1, 2). После обжига максимальные показатели водопоглощения имеют образцы, наполненные боем шамотного кирпича фр.0,3-0,6 мм, фр. 1,25-2,5 мми шамотным песком. Пик водопоглощения в данном случае наблюдается при содержании заполнителя 50-80% от массы ГШВ. Минимальное водопоглощение у образцов на бое шамотного кирпича фр.0,6-1,25 мм(минимум при содержании заполнителя 20-60%) и тонкомолотом шамоте (минимум при содержании наполнителя 20-80%).

Закрытая пористость обожженных образцов составляет 3-6%, то есть она практически не изменилась по сравнению с необожженными образцами. Самые высокие показатели закрытой пористости наблюдаются при наполнении боем шамотного кирпича фр.0,3-0,6 мм, самые низкие у образцов на бое шамотного кирпича фр. 1,25-2,5 мм. Отмечено, что чем крупнее заполнитель, тем меньше условно закрытая пористость после обжига.

Рисунок 1 - Массовое водопоглощение жаростойких глиношлаковых композитов после обжига: 1-тонкомолотый шамот (Sуд=4000 см 2/г); 2-бой шамотного кирпича фр.0,3-0,6; 3-бой шамотного кирпича фр.0,6-1,25; 4-бой шамотного кирпича фр.1,25-2,5; 5-шамотный песок (Мкр=1,8)

Рисунок 2- Открытая пористость жаростойких глиношлаковых композитов после обжига: 1-тонкомолотый шамот (Sуд=4000 см 2/г); 2-бой шамотного кирпича фр.0,3-0,6; 3-бой шамотного кирпича фр.0,6-1,25; 4-бой шамотного кирпича фр.1,25-2,5; 5-шамотный песок (Мкр=1,8).

Кинетика изменения водопоглощения глиношлаковых образцов во времени не претерпела значительных изменений в характере кривых после обжига при сильном увеличении значений массового поглощения во времени. обжиг пористость водопоглощение

С учетом влияния рецептурных факторов на водопоглощение и пористость можно отметить, что они увеличиваются в следующих случаях:

- с увеличением влажности смеси (количества воды затворения);

- при увеличении количества глинистого компонента вяжущего;

- при введении заполнителя;

- при обжиге глиношлакового композита.

Библиографический список

1. Тарасов, Р.В. Эффективный жаростойкий материал на основе модифицированного глиношлакового вяжущего [Текст] / Р.В. Тарасов: канд. диссертация. - ПГАСА, 2002.-150 с.

2. Калашников, В.И. Новый жаростойкий материал для футеровки промышленных печей [Текст] / В.И. Калашников, В.Л. Хвастунов, Р.В. Тарасов, Д.В. Калашников // Строительные материалы. - 2003. - №11. - С.40-42.

3. Батынова, А.А. Технология производства материалов на основе активированного шлака и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/43378 (дата обращения: 06.01.2015).

4. Батынова, А.А. Влияние рецептурных и технологических факторов на эксплуатационные свойства жаростойких материалов на основе молотых шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45013 (дата обращения: 17.01.2015).

5. Батынова, А.А. Анализ теплопроводности теплоизоляционных материалов на основе металлургических шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/44984 (дата обращения: 17.01.2015).

6. Батынова, А.А. Влияние тепловлажностной обработки на формирование прочности жаростойких композитов на основе шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45664 (дата обращения: 23.01.2015).

7. Батынова, А.А. Влияние межчастичных расстояний наполнителя на термические свойства композитов на основе шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45614(дата обращения: 23.01.2015).

8. Батынова, А.А. Оценка влияния дисперсности компонентов вяжущего на свойства композиционных материалов на основе молотых шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2015/01/44900 (дата обращения: 23.01.2015).

9. Батынова, А.А. Анализ огнеупорных свойств композитов на основе металлургических шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/43495 (дата обращения: 08.01.2015).

10. Тарасов, Р.В. Влияние введения наполнителя на характер трещинообразования жаростойких композитов на основе молотых шлаков и глин [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45541 (дата обращения: 17.01.2015).

11. Батынова, А.А. Анализ термических свойств металлургических шлаков [Текст] / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/43380 (дата обращения: 06.01.2015)

12. Слепова, И.Э. Оценка возможности использования глин месторождений Пензенской области для производства керамической продукции [Текст] / И.Э. Слепова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2014.- № 8 [Электронный ресурс].- URL:http://web.snauka.ru/issues/2014/08/37211 (дата обращения: 20.08.2014).

13. Блохина, Т.П. Оценка воздушных и огневых усадочных деформаций глин месторождений Пензенской области [Текст] / Т.П. Блохина, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации.- 2014.-№ 7. [Электронный ресурс].- URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/08/37254 (дата обращения: 25.08.2014).

14. Тарасов, Р.В. Оценка качественных показателей пористости и водопоглощения жаростойких композиций на основе молотых шлаков и глин [Текст] / Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова, А.С. Григорьева // Современные научные исследования и инновации.- 2015.- № 1 [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45837 (дата обращения: 23.01.2015).

Размещено на Allbest.ru