Вплив триполіфосфату натрію на процеси тужавлення високоглиноземистого цементу «gorkal-70»

Макарова Г.С., керівник доц. Пісчанська В.В.

Національна металургійна академія України

Перспективним напрямком спрямованого регулювання властивостей вогнетривких бетонів на гідравлічних в’яжучих є модифікація цементної складової поверхнево-активними речовинами, які суттєво впливають на кінетику фізико-хімічних процесів твердіння в’яжучого і формування структури бетону та визначають технологічні параметри виготовлення монолітних футеровок і виробів.

Досліджено вплив аніонно-активної добавки триполіфосфату натрію (ТПФН) в кількості 0,15 % і 0,3 % на розтікання цементного тіста та терміни тужавлення. Встановлено, що введення добавки ТПФН та збільшення її кількості забезпечує покращення реологічних властивостей цементного тіста нормальної густоти 30 % і зростання показника розтікання з 151 % до 206 % і 219 % та за рахунок механізму диспергаційної дії скорочує термін початку тужавлення цементу зі 104 хв. до 34 хв. і 20 хв. Дослідженнями фізико-хімічних процесів гідратації цементу протягом 36 хв., що обмежено максимальним часом початку тужавлення модифікованого цементу, виявлено закономірності впливу добавки ТПФН на змінення показників рН і розтікання цементного тіста. Так, збільшення кількості добавки ТПФН з 0,15 % до 0,3 % призводить до різкої втрати рухомості тіста і зниження величини показника розтікання на 75 % і 110 % за 21 хв. внаслідок прискорення процесів утворення метастабільних гідроалюмінатів (СаО·Al₂O₃·10H₂O, 2СаО·Al₂O₃·8H₂O) і гелевої фази Al(OH)₃, які характеризуються зростанням величини показника рН тіста на 0,32 і 0,15. Причому, більш низьке значення рН відповідає більш високому вмісту добавки ТПФН. Введення 0,15 % ТПФН забезпечує зменшення часу кінця терміну тужавлення з 419 хв. до 346 хв. Збільшення кількості ТПФН до 0,3 % подовжує час кінця терміну тужавлення до 578 хв., що вірогідно пов’язано з блокуванням молекулами ТПФН центрів кристалізації новоутворень 2СаО·Al₂O₃·6H₂O.

Формування термостійкої структури цирконієвих вогнетривів

Єрмакова Ю.А., керівник доц. Пісчанська В.В.

Національна металургійна академія України

Визначальним показником експлуатаційних властивостей цирконієвих вогнетривів є термічна стійкість, досягнення якої здійснюється шляхом використання технологічних способів формування мікротріщіноватої структури виробів. Створення термостійкої структури цирконієвих виробів досягається за рахунок введення у склад цирконієвої маси ефективних добавок, які забезпечують ущільнення виробів при високотемпературному спіканні, уповільнюють зростання зерен ZrO₂, що в умовах різких коливань температур обумовлює релаксацію термомеханічних напружень та гальмує розвиток тріщин.

З використанням симплекс-гратчастого методу математичного планування експерименту досліджено вплив зернового складу цирконієвих мас, що містять подрібнений брикет стабілізованого діоксиду цирконію фракцій 2-1 мм, 1-0,5 мм і < 0,088 мм, отримано рівняння регресії в системі «склад – властивість» та оптимізовано зерновий склад цирконієвих мас. Дослідженнями впливу вмісту добавок технічного глинозему, циркону та моноклінного діоксиду цирконію у складі цирконієвих мас встановлено закономірності змінення показників властивостей цирконієвих зразків. Визначено, що введення оптимальної кількості добавок технічного глинозему та циркону в цирконієві маси, що містять 15-20 % моноклінного ZrO₂, інтенсифікує процеси спікання і утворення мікротріщінуватої структури зразків, які характеризуються високою механічною міцністю (220 – 270 Н/мм²), достатньо низькою відкритою пористістю (10,15 – 12,54 %) і підвищеною термічною стійкістю (7 – 9 теплозмін).