ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Виды и основные характеристики огнеупорных бетонов, набивных масс и заполнителей из "Материалы для электротермических установок " Гидравлически твердеющие бетоны содержат в качестве связки один из следующих видов цемента высокоглиноземистый, глиноземистый, портландцемент с тонкомолотой добавкой. Воздушно-твердеющие бетоны содержат один из следующих видов связки алюмофосфатную связку (АФС), периклазовый цемент, жидкое стекло с кремнефтористым натрием. Эти бетоны твердеют при температурах 15—300 °С благодаря физико-химическим процессам, протекающим при взаимодействии с раз-.личными химическими активными добавками. [c.204] Виды гидравлических вяжущих (цементов) и их основные свойства приведены в табл. 4.53. [c.204] соответствующий ТУ 21-20-60-84, называется Цемент особочистый высокоглиноземистый алюмотермического производства, в зависимости от содержания оксида алюминия выпускается двух марок ВЦ-75 и ВЦ-70. Получается он путем тонкого измельчения плавленого высокоглиноземистого клинкера марок КВЦ-75 или КВЦ-70 по ТУ 14-11-138-76. [c.206] Основные свойства огнеупорных бетонов на высокоглиноземистом цементе с различными заполнителями приведены в табл. 4.54. [c.206] Повыщение температуры при твердении высокоглиноземистого цемента выще 30 °С увеличивает его прочность. Обычно в бетон на высокоглиноземистом цементе с высокоглиноземистым и шамотным заполнителем добавляют 12—15 % воды. Избыточное количество воды раздвигает частицы бетона и оставляет в теле бетона пустоты и поры, поэтому при увеличении количества воды прочность бетона уменьщается. Предел прочности при сжатии бетона, который он набирает через 7 сут твердения, определяет марку бетона [77]. В этот период для предотвращения высыхания бетон следует укрывать влажной мешковиной или полиэтиленовой пленкой. [c.206] В глиноземистом цементе (по ГОСТ 969-77) наиболее активной частью является однокальциевый алюминат [35], который обусловливает высокую прочность в ранние сроки твердения при нормальном сроке начала схватывания 40—45 мин (см. табл. 4.53). Бетоны на глиноземистом цементе являются высокопрочными и быстро-твердеющими, к концу суток они приобретают 70 % от максимального предела прочности при сжатии, соответствующего максимальной проектной марке бетона (табл. 4.55) [77]. [c.206] Прочность бетона на глиноземистом цементе, твердеющего при повышенной температуре (выше 30 °С), уменьшается в 3—4 раза по сравнению с прочностью бетона, затвердевшего при температуре ниже 30 °С. Это объясняется тем, что в процессе гидратации цемента при повышенной температуре наряду с игольчатыми кристаллами двухкальциевого гидроалюмината образуется большое количество трехкальциевого гидроалюмината, который кристаллизуется в кубической форме, обладает малой прочностью и меньшей сцепляемостью с остальной массой затвердевшего цемента причем чем выше температура, тем больше образуется гидрокристаллов трехкальциевого алюмината [35]. Поэтому необходимо стремиться к минимальной температуре бетона и окружающей среды. Бетон выделяет большое количество тепла, летом его нужно охлаждать холодной водой и защищать от источников теплоизлучения. [c.206] При нагревании и разрушении гидратов (540—740 °С) наступает уменьшение прочности (на 60—70 %) [79], связанное с разложением гидросиликата кальция. При температурах выше 1200 °С компоненты цемента взаимодействуют с шамотным наполнителем с образованием легкоплавких соединений, поэтому бетон на портландцементе с шамотом применяется при температурах до 1200°С. Свойства таких бетонов приведены в табл. 4.56. [c.209] Особенностью получения жаростойкого бетона на портландцементе является обязательное введение тонкомолотых добавок, которые связывают свободную известь, выделяющуюся при твердении цемента [79], в противном случае после нагревания бетон рассыпается в порошок в результате вторичной гидратации свободной извести. Тонкомолотые добавки образуют вторичные гидросиликаты, гидроалюминаты и хроматы кальция. Применяют тонкомолотые добавки из следующих материалов шамот, хромит, кварцевый песок, маршалит, гранулированный доменный шлак и др. [c.209] Для удобства потребителей огнеупорные заводы поставляют сухие огнеупорные бетонные смеси, состоящие из заполнителей и цемента (табл. 4.57). Такие смеси готовятся в соответствии с техническими условиями и поставляются в бумажных мешках весом по 50 кг. Для получения огнеупорного бетона достаточно в смесь залить соответствующее количество воды и перемешать ее в бетоносмесителе с принудительным перемещиванием компонентов в течение 10—15 мин. [c.209] Периклазовым цементом является минерал, представляющий собою кристаллический оксид магния с плотностью 3580 кг/м , полученный путем обжига магнезита Mg Oз при температуре 1500— 1600°С. Процессы твердения периклаза обусловлены в основном реакцией химического взаимодействия кристаллического оксида магния с растворами солей электролитов [35]. Предел прочности прессованных образцов на периклазовом цементе с добавками солей-электролитов через трое суток после затворения раствором электролита достигает 30—50 МПа. При нагревании цемент в значительной степени теряет свою прочность в интервале температур 400—600 °С вследствие термического разрушения гидратов. [c.209] В качестве заполнителей магнезиальных бетонов применяют хромитовую руду, высокообожженный спеченный магнезит, лом магнезитовых или хромомагнезитовых огнеупоров (после соответствующего обогащения), оливинит, обожженный дунит и др. [c.209] Температура применения бетонов на жидком стекле зависит от их состава (табл. 4.58). В результате обжига прочность бетона при сжатии изменяется незначительно по сравнению с прочностью высушенного бетона. [c.215] Фосфатные связки имеют высокие показатели по огнеупорности (до 1800 °С), прочности при сжатии и изгибе при температурах до 1200 °С, сопротивлению на истирание, значительную термостойкость и малую смачиваемость расплавленным металлом [80]. В качестве фосфатных связок используют ортофосфорную кислоту с концентрацией от 45 до 72 %, одно- и двухзамещенные фосфаты алюминия, полифосфаты (алюминия и хрома), ортофосфаты, пирофосфаты, полифосфаты натрия (гексаметафосфат натрия), фосфат аммония, магния, а также стеклообразные метафосфаты натрия с различной степенью полимеризации. Наибольшее распространение из них получили алюмофосфаты и алюмохромофосфат. Бетоны на фосфатной связке иногда называют набивными массами, так как их укладывают методом трамбования (набивки). Для их твердения необходима повышенная температура (300—400 °С). При добавке нитрида алюминия бетон твердеет при температуре 30—100°С. [c.215] В технике существует три способа получения огнеупорных бетонов на алюмофосфатной связке с использованием в качестве связующего для наполнителя ранее синтезированной связки с нейтрализацией кислых фосфатов гидратами глинозема, вводимыми в наполнитель с обработкой наполнителя ортофосфорной кислотой или кислыми фосфатами (их нейтрализация происходит в процессе твердения бетона за счет растворения составных частей наполнителя). [c.215] В качестве наполнителя используют корунд, бой корундовых и высокоглиноземистых огнеупоров, хромит и хромомагнезит. [c.215] Ис-ходиыми продуктами для приготовления алюмофосфатной связки могут являться ортофосфорная кислота и гидроокись алюминия, взятые в молярном соотношении 4 1. Тонкомолотые добавки, взаимодействующие с фосфатными связками или ортофосфорной кислотой, называют цементами. Твердение огнеупорных бетонов обусловлено химическим и адгезионным взаимодействием фосфатных связок с поверхностью зерен тонкомолотой добавки и заполнителей. С основными огнеупорными тонкомолотыми добавками и заполнителями происходит главным образом химическое твердение, а с кислыми — адгезионное. [c.215] Поэтому для кислых бетонов целесообразно использовать не ортофосфорную кислоту в чистом виде, а растворы солей (алюмофосфаты, магнийфосфаты,- цирконийфосфаты и другие более сложные соединения). [c.218] Вернуться к основной статье