Жаростойкий шлакощелочной бетон.

Жаростойкие бетоны, изготовляемые на основе шлакощелочного вяжущего, предназначены для сооружения объектов с температурой эксплуатации 200..1500⁰С.

Жаростойкость шлакощелочного бетона обусловлена близостью значений коэффициентов термического расширения заполнителей и вяжущего, а также особенностями фазового состава продуктов гидратации последнего, в частности способностью гидратных новообразований к топотоксичной перекристаллизации в безводные вещества без развития значительных деструктивных напряжений в структуре обожженного искусственного маня.

Опыт использования разработанных композиций для футеровки магнитодинамических дозаторов и металлопроводов насосов, предназначенных для перекачивания расплавленных цементных материалов, показал, что остаточная прочность после взаимодействия с расплавом алюминия (t=1000⁰С) составляла 93..95%, а металлоустойчивость, определенная по стандартной методике, отвечала предъявляемым к ним требованиям. Футеровка магнитодинамичесих насосов после 6 месяцев эксплуатации не разрушилась, футеровка с жаростойкой смесью на основе глиноземистого цемента выдерживала не более 1..2 мес эксплуатации.

Шлакощелочной ячеистый бетон.

Использование шлакощелочного вяжущего в производстве автоклавного ячеистого бетона позволило получить высокопрочный, долговечный, малоэнергоемкий строительный материал.

Для получения шлакощелочных пенобетонов с низкой плотностью высокоразвитой пористостью, обеспечивающей материалу достаточно высокие звукопоглощающие свойства, используют молотый электротермофосфорный шлак с удельной поверхностью 350..400 м²/кг и щелочные растворы.

Способ поризации и стабилизации поровой структуры предусматривает приготовление устойчивой пеномассы с последующим введением в нее тонкомолотого шлака.

В качестве пенообразователей используют омыленный древесный песок, смолу древесную омыленную, белковые протеиносодержащие продукты и ряд других отходов производства. В поризованную шлакощелочную бетонную смесь вводят до 10% дегидратированной глины, которая, с одной стороны, стабилизирует пену, а с другой-способствует более полному связыванию щелочного компонента. Прочностные и деформативные показатели шлакощелочного ячеистого бетона приведены в таб.3.

Таблица 3. Прочностные и деформативные показатели шлакощелочного ячеистого бетона

Жаростойкие бетоны на основе вяжущих из природных и техногенных стекол

В свое время в МГСУ им. В.В.Куйбышева были разработаны алюмосиликатные вяжущие цеолитовой структуры путем гидротермального омоноличивания кислых вулканических стекол: перлитов, обсидантов, липаритов, литоидной пемзы и других и жароупорные бетоны на их основе.

Природные высококремнеземистые стекла по своему химическому составу (табл.4) можно отнести к алюмосиликатным системам.

Таблица 4. химический состав перлитов,%

По дисперсности Sуд=450 м²/кг перлитовые породы проявляют химическую активность вяжущего компонента. Такие вяжущие возможно легировать путем добавления в него таких микронаполнителей, как корунд, технический глинозем, тонкомолотый шамот и др. это позволяет в широких пределах менять химический и фазовый состав вяжущего, в частности соотношение основных оксидов SiO₂, Аl₂O₃ и соответственно термические свойства изделий.

Алюмосиликатные вяжущие обладают рядом существенных достоинств, обусловливающих техническую и экономическую целесообразность их применения при изготовлении жаростойких бетонов: повышение прочности бетона после нагрева на рабочую температуру; высокая реакционная способность при нагреве, позволяющая за счет применения специальных добавок управлять структурой синтезируемого вяжущего; возможность регулирования огнеупорности и термомеханических характеристик вяжущего изменения содержания кремнеземистого и щелочного компонентов.

На основе разработанного вяжущего и различных огнеупорных заполнителей получены жаростойкие и огнеупорные бетоны с температурой применения до 1550⁰С, в частности шамотный перлитобетон, легкие шамотные керамзитоперлитобетоны и ячеистые бетоны, муллитокорундовые, цирконовые и другие виды бетонов, которые характеризуются высокими термомеханическими эксплуатационными показателями, несложностью технологии, низкой энергоемкостью производства и себестоимостью. Достоинствами этих бетонов также являются: возможность форсированного первого разогрева на рабочую температуру со скоростью до 500⁰С в час; отказ от предварительной сушки перед началом монтажа, что обусловлено низкой влажностью изделий после автоклавной обработки; отсутствие для большинства изделий снижения прочности в интервале температур 600…900⁰С; высокая прочность после разогрева на рабочую температуру.

Поэтому применение природных вулканических стекол в качестве компонента вяжущего наиболее предпочтительно при получении алюмосиликатных жаростойких и огнеупорных бетонов. Эксплуатационные свойства такие материалы приобретают в процессе первого разогрева на рабочую температуру.

В жаростойких бетонах в процессе первого разогрева на рабочую температуру происходит перерождение вяжущего в керамический черепок.

Жаростойкий шамотный перлитобетон получают из гидроалюмосиликатного вяжущего на основе кислых вулканических стекол и шамота (табл.5).

Таблица 5. Составы шамотных перлитобетонов,% по массе