химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

ии, чем кремнекислородные тетраэдры. Водород в кислых фосфатах способен образовывать так называемые водородные связи: М(А)—Н..М(ву С одним из атомов (А) «мостиковый» водород связан значительно сильнее (за счет ковалентной связи), чем с другим (В), последняя связь и называется водородной, ее изображают точками. Водородная связь по прочности несколько сильнее ван-дерваальсовой. Однако она на порядок слабее ковалентной связи. Водородные связи играют важную роль в процессах ассоциации молекул, связывания и твердения.

Ортофосфорная кислота при нормальной температуре связывает оксиды: CuO, NiO, FeO, Fe203. Mn203 и ?203? Оксиды: ?1?03, Cr203, Со203, Si02, Ti02. Mn02, Zr02 связываются H3P04 при нагревании в интервале температур 100—300° С. Смеси с Na20, MgO и СаО при обычных температурах взаимодействуют бурно, образуя" хрупкие структуры.

22«

347

Алюмофосфатные связки представляют собой коллоидные растворы алюмофосфатов, полученные в результате взаимодействия гидрата технического глинозема с разбавленной ортофосфорной кислотой.

Используют три вида связок в зависимости от степени замещения водорода катионами:

1) раствор однозамещенного алюмофосфата (условное обозначение 1АФС) А1(Н2Р04)3; его готовят из смеси 14% гидрата глинозема А1(ОН)3 (полупродукт производства глинозема марок ГО и Г00) и 86% технической 60%)-ной ортофосфорной кислоты. Плотность раствора; •1,54—1,55;

2) раствор двузамещенного алюмофосфата (2АФС) А12(НР04)3; его готовят из смеси 21% гидрата глинозема и 79%) технической 50%-ной ортофосфорной кислоты. .Плотность раствора 1,49—1,51;

3) раствор трехзамещенного алюмофосфата (ЗАФС) ,А13(Р04)3; его готовят из смеси 22% гидрата глинозема и 78% технической 50%-ной ортофосфорной кислоты. Плотность раствора 1,55—1,56.

Растворы приготовляют на месте производства огнеупорных бетонов. Для этого гидрат технического глинозема размалывают в шаровых мельницах до получения частиц менее 60 мкм и засыпают при перемешивании в кислотоупорный реактор с разбавленной ортофосфорной кислотой. Раствор можно хранить до 2 мес.

Глинофосфатная связка образуется при взаимодействии ортофосфорной кислоты с каолинитом. В результате взаимодействия получается ряд соединений в зависимо-

.сти от температуры реакции и отношения Al203/P20s.

¦ Взаимодействие начинается при 60—80° С и протекает

-Медленно с образованием тетра-ортофосфата алюминия,

.С повышением температуры и началом дегидратации каолинита процесс ускоряется. Образование только орто-

.фосфата алюминия А1Р04 получается при молярном отношении А1203/Р205^ 1, силикофосфатов (Si02-2P205) и тетраалюмофосфата при А1203/Р205<1.

Дегидратация и кристаллизация образовавшихся фосфатов заканчиваются в интервале 800—1000° С после полной дегидратации каолинита. Плавление силико-

.фосфатов происходит в интервале 1120—1290° С. Наиболее интенсивно расплавленные силикофосфаты и тетра-

-алюмофосфаты разлагаются с выделением газообразного Р205 при 1400—1500° С. Ортофосфат алюминия в этих

условиях не плавится и разлагается значительно медленнее. Фосфатные связки при одновременном присутствии глиноземсодержащих добавок при Al203/P20s^2 замедляют перерождение кварца в кристобалит.

Натрийфосфатные связки: ортофосфат натрия Na3P04, триполифосфат натрия NasP3Oi0, гексаметафосфат натрия (NaP03)6 в товарном виде представляют собой сухие растворимые в воде порошки. Они подразделяются на полифосфаты общей формулы (Na„+2P„03n+i) и метафосфаты общей формулы (NaP03)„, где ? от 1 до 10е. Вяжущие свойства определяются анионной частью нат-рийфосфатов и степенью полимеризации.

4. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ

Органические полимеры с поперечными связями относятся к термореактивным материалам, при повышении температуры они твердеют и связывают таким путем зерна заполнителя. К термореактивным органическим соединениям относятся: бакелит, фенолформальдегидная смола, карбамидная смола, пек и т. п. Другой характер твердения имеют кремнийорганические полимеры. В них при взаимодействии с кремнистым заполнителем связи С—С заменяются на связи Si—О, которые прочнее первых на 60%.

§ 3. РАСЧЕТ СОСТАВА ОГНЕУПОРНЫХ БЕТОНОВ

1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Расчет состава бетонов дан на примере виброформования подвижных масс с применением гидравлических вяжущих. Описанный метод, разработанный НИИЖБ, применим с соответствующими корректировками и для других вяжущих и других методов формования. Известно, что глиноземистые и высокоглиноземистые цементы являются плавнями по отношению к большинству огнеупорных заполнителелй. При высоких температурах (в службе) большую усадку дают цементы или продукты их взаимодействия с заполнителем, а не заполнитель. Поэтому образуются поры между цементом и заполнителем тем в большем объеме, чем больше цемента. С этих точек зрения количество цемента должно быть минимальным.

349

Однако из сказанного не следует, что можно произвольно установить минимальное количество цемента. Содержание цементирующей составляющей определяется и другими свойствами, такими как прочность, плотность и удобоукладываемость.

Для получения (условно) абсолютно плотного бетона весь объем межзеренного пространства необходимо заполнить связкой. Если объем связки будет только равен объему межзернового пространства, то бетон не будет обладать нужной удобоукладываемостью, т. е. способностью уплотняться при вибрации. Требуемая удобоукладываемость может быть достигнута, если объем связки будет несколько больше межзернового пространства. Удобоукладываемость зависит также от подвижности самой связки, в основном от ее влажности. Следовательно, для увеличения удобоукладываемости необходимо увеличить содержание связки. Если связка будет состоять из одного цемента, то это невыгодно как из-за снижения огневых свойств, так и с точки зрения получения бетона с минимальной пористостью. Дело в том, что в цемент дают воды больше, чем необходимо для его гидратации. После сушки вместо этой избыточной воды образуются поры. При службе бетона при температурах выше дегидратации цемента также образуются поры в результате разложения цемента. Чтобы снизить расход цемента и одновременно с некоторым превышением заполнить объем межзернового пространства, часть цемента заменяют заполнителем мелкой фракции (менее 0,15 мм). Тонкомолотый заполнитель с цементом образует смешанное вяжущее. Активность смешанного вяжущего пропорциональна содержанию в нем цемента. Замена части цемента тонкомолотым заполнителем положительно сказывается на огнеупорных свойствах бетона, его плотности и огневой усадке, но при этом вследствие снижения активности цемента несколько уменьшается начальная прочность бетона. Следует, однако, отметить, что снижение прочности такого бетона после нагревания будет меньше, чем бетона без тонкомолотого заполнителя.

Состав бетона рассчитывают на основании следующих положений:

начальная прочность (прочность после твердения) бетона задается техническими условиями, она зависит от количества цемента, его активности и водовяжущего отношения;

350

содержание вяжущего предопределяет подвижность бетонной смеси;

для уменьшения содержания плавней и снижения усадки при нагревании в бетон следует вводить минимально необходимое количество цемента;

для получения (условно) абсолютно плотного бетона все межзерновое пространство должно быть заполнено цементом и тонкомолотым заполнителем, а для обеспечения нужной удобоукладываемости (подвижности) бетонной смеси объем смешанного вяжущего должен быть с некоторым, вполне определенным избытком по отношению к объему межзернового пространства;

с целью минимального расхода вяжущего заполнитель в бетоне должен иметь минимальное количество пустот, для чего соотношение между крупным и мелким заполнителем должно быть установлено по наибольшей насыпной массе (с утряхиванием) их смеси.

2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАННОЙ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА НА ГЛИНОЗЕМИСТОМ

И ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОМ ЦЕМЕНТАХ

Экспериментальным путем установлено, что между прочностью бетона, активностью смешанного вяжущего (цемент и тонкомолотый заполнитель) и водовяжущим отношением имеется зависимость:

= пЛ« {~ЩЕ~ —1 ·3) · (ХИ.5)

где R6 — начальная прочность бетона, т. е. предел прочности при сжатии кубиков с ребром 7 см на высокоглиноземистом цементе после 7 сут и на глиноземистом цементе после 3 сут твердения в нормальных условиях (температура 20+2° С, относительная влажность воздуха не ниже 90%); ?/?? — водовяжущее отношение, т. е. отношение воды в бетоне (за вычетом воды, поглощенной заполнителем) к массе цемента и тонкомолотого заполнителя; ? — коэффициент, зависящий от интенсивности твердения цемента, размера образцов и качества заполнителя. Для бетонов с плотным заполнителем— хромитом, шамотом с водопоглощением <3% — п=0,7; для заполнителя из шамота с водопоглощением <7% и=0,4 и для малопрочных заполнителей д = 0,35: Лв — активность вяжущего вещества, выражается пределом прочности при сжатии кубиков с ребром 7 см, изготовлен-

351

Ных из бетона состава 1:3 (цемент: заполнитель) жесткой консистенции и испытанных через 7 сут для высоко-глиноземистого цемента и 3 сут для глиноземистого цемента после хранения в нормальных условиях.

Активность вяжущего может быть определена по уравнению:

Лв = ВДД1+т), (???.6)

где Мц — марка цемента (ГОСТ 310—41); т — доля тонкомолотого заполнителя от массы цемента; Ка. — коэффициент активности, численно равный отношению выхода теста из 1 кг цемента к выходу теста из 1 г тонкомолотого заполнителя. Например, для высокоглиноземистого шамота с водопоглощением около 1%. и содержания глинозема ~80% /Са=1,25, а для обычного шамота

/Са=1-

Поскольку прочность бетона Re и марка цемента Ав задаются техническими условиями, то неизвестными в формуле (XII.5) является отношение В/Вв, которое на-ходят из выражения

В/Вв = nAJ(R6 + 1,3/гЛа). (XII.7)

3. ПОЛУЧЕНИЕ ЗАДАННОЙ УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Экспериментально установлена зависимость между параметрами бетонной смеси

№. = 0,6385 - ? (В/Вв) IgS, (XII.8)

где /Сиз — коэффициент избытка объема вяжущего по отношению к объему пустот запо

страница 66
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Технология огнеупоров" (3.17Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить шашечки в спб недорого
КНС Нева рекомендует Рюкзак для ноутбука 14 - г. Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, тел. (812) 490-61-55.
Стол журнальный Самсон
земля на новой риге купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.03.2017)