Жаростійкий газобетон на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого

12. Кривенко П. В., Ковальчук Г. Ю. Жаростойкий газобетон для теплоизоляции высокотемпературного оборудования // Строительные материалы и изделия. – 2001. – № 2. – С. 27-28.

13. Ковальчук Г. Ю. Підвищення ефективності лужного алюмосилікатного зв’язуючого шляхом заміни метакаоліну на золу-винесення // Строительные материалы и изделия. – 2001. – № 3. – С. 22-23.

14. Kovalchuk G. Yu. An alkaline aluminosilicate gas concrete // Proc. Second Intern. Conf. «Alkaline Cements and Concretes». – Kyiv (Ukraine). – 1999. – P. 279-290.

15. Omelchuk V. P., Kovalchuk G. Yu. The regulation of properties of the slag alkaline cement cellular concrete // Proc. Second Intern. Conf. «Alkaline Cements and Concretes». – Kyiv (Ukraine). – 1999. – P. 587-593.

16. Ковальчук Г. Ю. Жаростійкий газобетон на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого та золи-виносу // Матеріали наук. -техн. семінару “Ефективна тепло-, гідроізоляція будинків і споруд та їх вогнезахист при буд-ві та реконструкції”. – К., НДІБК, 1999. – С. 74-79.

17. Ковальчук Г. Ю. Жаростійкість газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого // Доп. Третьої наук. -практ. конф. “Енергозбереження в будинках і спорудах”. – К. : КиївЗНДІЕП. – 2000. – С. 41-44.

18. Krivenko P. V., Mokhort N. A., Kovalchuk G. Yu. Structure and properties of geocement-based gas concretes // Proc. Sixth Intern. Conf. on Structural Failure, Durability and Retrofitting (ICSF 2000). – Singapore. – 2000. – P. 149-156.

19. Кривенко П. В., Ковальчук Г. Ю., Самойленко С. С. Дослідження процесів спучення зольного гравію на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого // Материалы к 40-му междунар. семинару “Моделирование и оптимизация в материаловедении” (МОК-40). – Одесса: Астропринт. – 2001. – С. 74-75.

 

 

Ковальчук Г. Ю. Жаростійкий газобетон на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 23. 05 – будівельні матеріали та вироби. – Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2002.

Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість отримання жаростійкого газобетону на основі лужного алюмосилікатного зв’язуючого та золи-винесення для теплоізоляції високотемпературного устаткування. Встановлено взаємозв’язок між компонентним складом, умовами термообробки, фазовим складом новоутворень після гідратації та дегідратації та властивостями штучного каменю на основі лужних алюмосилікатних зв’язуючих з використанням різних алюмосилікатних компонентів. Розроблено склади жаростійких газобетонів марки D500 за середньою густиною, класу И8 за граничною температурою застосування та марки Т225 за термостійкістю, що характеризуються міцністю при стиску 0, 6…2, 1 МПа, залишковою міцністю після випалювання при 800ºС 75…537%, усадкою після випалювання в межах 0, 94…1, 97% та термостійкістю до 34 повітряних теплозмін.

Ключові слова: високотемпературні теплоізоляційні матеріали, газобетон, жаростійкість, зола-винесення, лужне алюмосилікатне зв’язуюче, структуроутворення, цеоліти.

 

 

Ковальчук Г. Ю. Жаростойкий газобетон на основе щелочного алюмосиликатного связующего. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 23. 05 – строительные материалы и изделия. – Киевский национальный университет строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Киев, 2002.

На основании анализа источников информации установлено, что решение актуальной для экономики Украины проблемы теплоизоляции высокотемпературного оборудования возможно за счет замены энергоемких штучных легковесных огнеупоров жаростойким газобетоном на основе щелочных алюмосиликатных связующих.

Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено принципиальное подобие процессов гидратационно-дегидратационного структурообразования щелочных алюмосиликатных связующих на основе метакаолина и золы-унос, что предопределило возможность создания жаростойких материалов на основе таких связующих при использовании алюмосиликатных компонентов различного происхождения.

Исследована взаимосвязь между компонентным составом связующих, условиями термообработки, фазовым составом новообразований и свойствами жаростойкого искусственного камня на основе щелочных алюмосиликатных связующих в системе Na2O-Al2O3-SiO2-H2O. Показано, что основным путем обеспечения высоких термомеханических свойств композиций “щелочные алюмосиликатные связующие – жаростойкий наполнитель” является направленный синтез в составе продуктов гидратации среднего количества термостабильных цеолитоподобных фаз (анальцима, цеолита R, гидросодалита), дегидратация и последующая перекристаллизация которых в кристаллохимически подобные безводные щелочные алюмосиликаты (нефелин, альбит) проходит без значительных изменений каркаса, предопределяя получение прочного конгломерата в условиях нормальных и повышенных температур.

Разработаны составы композиций щелочных алюмосиликатных связующих с жаростойким наполнителем в системах “связующее на основе метакаолина – зола-унос” и “связующее на основе золы-унос – молотый шамот”, обеспечивающие получение искусственного камня с высокими эксплуатационными свойствами: прочностью при сжатии после низкотемпературной термообработки (пропаривания или сушки при температуре до 220ºС) – до 88, 5 МПа, прочностью при сжатии после обжига при температуре 800ºÑ – до 88, 7 МПа, остаточной прочностью после обжига – до 245% и усадкой после обжига – в пределах 0…4, 2%. Обоснована целесообразность применения метода горячего формования с дальнейшей выдержкой образцов при температурах 40…80ºС до схватывания.

Исследованы основные принципы управления двухстадийным процессом структурообразования жаростойкого газобетона на основе щелочного алюмосиликатного связующего и золы-унос, согласно которым на первой стадии образуется ячеистая макроструктура материала и прочная первичная микроструктура на основе цеолитоподобных новообразований, способных к плавной дегидратации и перекристаллизации в стабильные безводные фазы без разрушения макроструктуры материала на второй стадии структурообразования непосредственно в ходе первого разогрева конструкции до рабочей температуры в процессе эксплуатации.

Разработаны технологические приемы получения жаростойких газобетонов на основе щелочного алюмосиликатного связующего. Установлена возможность обеспечения синхронизации процессов газовыделения и твердения газобетонной смеси за счет введения добавки-ускорителя твердения (портландцементного клинкера) и применения технологии горячего формования с последующей выдержкой материала при температуре 70…80ºС. Получены образцы газобетона средней плотностью 300…1100 кг/м3.

Разработаны составы жаростойких газобетонов марки D500 по средней плотности, класса И8 по предельной температуре применения и марки Т220…Т225 по термостойкости, характеризующиеся прочностью при сжатии 0, 6…2, 1 МПа, остаточной прочностью после обжига при температуре 800ºС – 75…537%, усадкой после обжига – в пределах 0, 94…1, 97% и термостойкостью до 34 воздушных теплосмен. Установлено, что разработанные материалы характеризуются в 2…5 раз большей абсолютной и в 5…14 раз большей остаточной прочностью после обжига, в 1, 5…4, 9 раз большей термостойкостью, а также меньшей энерго- и ресурсоемкостью, чем аналогичные высокотемпературные теплоизоляционные материалы, открывая тем самым возможность снижения средней плотности и, соответственно, толщины футеровки при сохранении ее несущей способности и теплозащитных свойств.

Проведено опытно-промышленное внедрение жаростойкого газобетона при теплоизоляции фрагментов футеровки стекловарной печи Киевского стеклотарного завода. Экономический эффект от использования жаростойкого газобетона на основе щелочного алюмосиликатного связующего составил 2830, 73 гривен/м3 газобетона.

Ключевые слова: высокотемпературные теплоизоляционные материалы, газобетон, жаростойкость, зола-унос, структурообразование, цеолиты, щелочное алюмосиликатное связующее.

 

 

Kovalchuk G. Yu. Heat-resistant gas concrete based on alkaline aluminosilicate binder. – Manuscript.

Dissertation research for obtaining a scientific degree of candidate of technical sciences in speciality 05. 23. 05 – building materials and articles. – Kyiv National University of Construction and Architecture, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2002.

The possibility to produce heat-resistant gas concrete based on alkaline aluminosilicate binder and fly ash for heat insulation of high-temperature equipment was theoretically substantiated and practically confirmed. Interrelation between mix composition, treatment conditions, phase composition of microstructure after hydration and dehydration and properties of an artificial stone based on alkaline aluminosilicate binders made with different aluminosilicate sources was determined. Technological parameters and mix proportions to produce heat-resistant gas concrete with a density of 500 kg/m3, application temperature limit of 800ºC, thermal resistance up to 34 air cycles, compressive strength of 0. 6…2. 1 N/mm2, residual strength after firing at 800ºC of 75…537% and contraction of 0. 94…1. 97% were developed.

Keywords: high-temperature heat insulating materials, gas concrete, heat resistance, fly ash, alkaline aluminosilicate binder, structure formation, zeolites.