Главная > ЖАРОУПОРНЫЙ ПЕНОБЕТОН, ЕГО СВОЙСТВА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ > МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

Получение жароупорного псноботппа на ocmme порг - лапдшжмпа кСіюг. аію па том же принципе, что ч по­лучение ОШСуГКфИЫл бетонов

'Кароуп і на пенобетона постигаются гіуіем

М. . іпіікі молоти іоб. іпкп іопкосгь

I ■ II I': III/.;! К 'IK-llli inch. рспостн І.. ,.1.111 .,un., I І|..І iL-iiv іі'.ІІІІ високих іемгкратур |l" ill І ШІІІ ) П|«)|.|- І. і IIГ II мсцепік мпкросчрукгуры не - іііітіпиі піч г. н'.сркім (-iu-To)iniiit меж ay ■'і моіі (<Кііі її. пня, образовавшейся вследствие ДСЧТІДІ III жмсп кальция, її ТОНКОМОЛОТОЇ!

Д<«'і .ііікрпііаііа, чіміт'-юм.

Апкр<'> ііпчо(-к:>о следование структурных н мине - ралогнчі изменении, происходящих и жароупорном ік.. 'с і oil'* і'Пствнії высоких температур, под -

Тпер и і на пічне уі іанпьіх явлении, характеризую­щих іімра Uiii. iinie жароупорного пепобеіона [1].

І Ігс іе ю'мпііи) подвергались образцы жароупорного ііпік. і iiiiiniп и псаг. юк мппого пенобетона с топкодпс - ІіерсіІоІІ ОЛВКОІІ К Г, НДС. шли yilocn. І ІЄрЄ і нспытапнем оГ»ра ііііл натрет. ялііп. мо температури or 100 до 900°.

1>ы. ю _i і аііои. теїіо. чиї но всех образцах перегородки мс/К'і пирами состоя і їм імоіроінюго материала: геле - оГіразіюго при ппзкнх іемпературах п стекловидного — при высоких іемпсрнтурах пагрена. I? состав материала перегородок им іиі рпа золы или кварца, зерна псгпд - раііірііваніїгі о к. пмпира, кальцит или кристаллический мира г окиси кальция.

Зерна негнчратнрор. апного клинкера состоят из бслита, мша и феррша. П образцах, обожженных при более высокой температуре, зерна алнта лучше кристаллизо­ваны. По мере повышения температуры нагрева (при 500° и выше) однородность зерен добавки уменьшается, а затем (при 700° и особенно 900") контуры их стано­вятся менее резкими по отношению к основной изотроп­ной массе образца

Образование при температуре выше 500° каемок во­круг зерен добавки свидетельствует о возникновении реакции между основной массой материала и зернами микропаполннтсля.

В образцах из портлапдцементного камня (без доба­вок), нагретых до 800°, отсутствует крупнокристалличе­ский гидрат окиси кальция, но имеется в наличии каль­цит, образовавшийся за счет карбонизации извести, по­лученной при дегидратации портландцемента. В таких образцах обнаружено значительное количество трещнн.

Проведенный минералогический анализ жароупорного пенобетона дал возможность установить конечные изме­нения в структуре жароупорного пенобетона при пагре - вании его до определенной температуры. Но методом минералогического анализа нельзя установить, как видо­изменяются отдельные компоненты портландцемента в процессе нагревания, а также выявить сущность термо­химических процессов п соответствующие им темпера­турные интервалы.

С целью выяснения этих вопросов образцы жароупор­ного пенобетона были исследованы методом термическо­го анализа, т. е. путем изучения кривых нагрева, фик­сируемых диферепциальмым способом

Дифсрепниальнын метд определения температурных интервалов, в которых протекают те пли иные химиче­ские процессы в веществе при сі о нагревании, бил пред­ложен акаї. II. С. Курнаковым н впервые нашел приме­нение в металлургии. В настоящее время этот метод широко применяется при проведении различных исследо­вании п в других отраслях науки.

В основу метода термического анализа положен физи­ческий закон, состоящий в том, что всякий перехот. ве щества из одного состояния в другое п происходящие в нем химические процессы связаны с поглощением И III выделением тепла. Следовательно, по характеру измене­ния температуры исследуемого вещества с течением вре­мени можно установить интервал температур, в котором протекает то или иное химическое превращение. Если процесс превращении вещества сопровождается эндотер­мической реакцией, кривая нагревания дасг замедление пли полную остановку роста температуры до rex пор, пока не закончится реакция. При экзотермической рсак цин кривая нагревания дает резкий перелом вверх.

Особенность диферепцпальпого метода определения критических точек заключается в регистрации кз'^еиения во времени температуры исследуемого вещества и раз пости температур исследуемого вещества п инертного ма-

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

Рис 2. Термическая крина» дли автоклавного :г< иибетопа на Інсточ портландцементі* (без lofullOk): иродолжигслі. IIOCTI. они і в І ч. ■!."> м.

Терпа. Кі, ко гор ып в процессе нагревания не претерпевает никаких п імепеїшн. Это достигается тем, что темпера­тура исследуемого вещества регистрируется простой п рмоіироіі, а разноси, іемператур изучаемого вещества п imqnnoro материала регистрируется при помощи дії фероїни а. тьпоіі те|)мопары.

Исследованию па приборе Курникова подвергались образны из апіоклавпоїо и неавтоклавного пенобетона различного состава.

Па рис. 2 н ] приведены термические кривые, полу­ченные при нагревании до 1 ООП1 автоклавного и неав - miviai ною псіюГіеїчна па портландцементе без пыле видных добавок

11.1 «крикич очпаружппаютси ірп чсіко выраженных термических лрфс'ла, свидетельствующих о двух эндо - м термических реакциях и интервалах гемпсратур 500—540 и 7(50 840 и одной экзотермической реакции в интервале температур 890—925".

Первый эндотермический эффект (в ншерва. те темпе­ратур 500—540 ) обусловливается, во-первых, дегидра­тацией гидрата окиси кальция, который образовался при гидратации трехкальцнеюго силиката, входящею в со­став портландцемента, и, во-вторых, термическим разло­жением водного алюмината с выделением свободной СаО.

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

Рис. 3. Термическая кривая яля неаптоклапиого пенобетона на чистом портландцементе (без добяпок) продолжительность опыта I ч 45 м.

Второй эндотермический эффект (в интервале темпе­ратур 760 840 ) пытан разложением углекислого каль­ция. Следует отметить, что эндотермические эффекты в автоклавном пенобетоне, на чистом портландцементе (рис. 2) выражены более четко, чем в неавтоклавном пенобетоне того же состава (рис. 3). Это доказывает, что процессы гидратации минералов, входящих в состав портландцемента, протекают прп автоклавной обработке значительно полнее н интенсивнее.

Процесс, обусловливающий экзотермический эффект і интервале температур 890 925", п< выяснен.

На рис. 4 и 5 приведены термические кривые, заин санные при помощи прибора Крнпкова, для авюклав - ного пенобетона с добавкой из золы-vnoca (рік П и кварцевого песка (рис. 5)

В отличие or термических кривых для пенобетона на чистом портландцементе па кривых рис. 4 и 5 при тем­пературе 540 -5П0" не наблюдается эндотермического

Кальция п in ее количество столь ничтожно, что че обна - ружішаоїгя іірпііяіиі'і для исследования методикой.

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

Рис. 4. Термическая кривая Д. ія аоіоклашюго пенобетона на портландцементе с добавкой золы-укоса; продолжительность опыта 1ч. 45 м.

Эффекта. Это даст основание полагать, что в автоклав­ном пеиобеюпе указанного состава при нагревании до

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

Рис. Г>. Термическая кривая дли автоклавиого пенобетона на портландцементе с добавкой молотого кварцевого песка, продолжительность опыта I ч. 45 м.

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

Рис. 7. Термическая кривая для Неавтокласноїо пенобетона на портландцементе с добавкой молотого кварцевоіо песка; продолжительность опыта I ч. 4.г) м.

Р7

Кислотой добавки; при этом реакция протекает в твер­дом состоянии.

Огсутсівие свободной окиси кальция в этом интервале температур. можно объяснить тем, что при автоклавной 12 обработке образовавшаяся свободная окись кальция в результате гидратации цемента входит частично в соетн-

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛВДОІІАНИІ ЖАРОУПОРНОГО ПЕНОБЕТОНА

Рпс. (5. Термическая кривая для Неавтоклапної о пенобетона на портландцементе с юбавкон золы-уноса: продолжительность опыта 1ч. 45 м.

Ненис с кремнеземом добавки. Образовавшаяся при на- гревапнн свободная окись кальция при дегидратации гидрата окиси кальция вступает в соединение с кремне-

Небольшой эндотермический эффект в интервале тем­ператур 780—840' свидетельствует, что не вся свободная окись кальция, образовавшаяся при разложении угле­кислого кальция, вступила в соединение с кремнекисло - той тонкодисперсной добавки.

Как и для пенобетона на чистом портландцементе, в данном случае прибором зафиксированы также экзотер­мические реакции в юм же интервале температур (890 925").

На рис. 6 и 7 приведены термические кривые для не­автоклавного пенобетона с пылевидными добавками того же состава (рис. (5 - с добавкой золы-уноса; рис. 7 — с кварцевым песком). По незначительным эндотермиче­ским эффектам в интервалах температур 490—520° и 740—810° можно судить, что в пеавтоклавном пенобе­тоне 28-дневпого возраста образовавшаяся свободная окись кальция как в процесс* твердения цемента, так и вслечсівпе воздействия высоких температур па гидрати - рованпый цемент (дегидратация гидрата окиси кальция п разложение углекислого кальция) не вся вступила в соединение с тонкомолотой добавкой; какая-то часть окиси кальция находится в свободном состоянии.

В заключение следует отметить, что проведенные экс­периментальные исследования сущности термохимиче­ских процессов п соответствующие им температурные интервалы, наблюдающиеся в гидра тированном цементе без добавок и жароупорном пенобетоне, дают возмож­ность с достаточной для поставленных целей точностью установить, что при наличии тонкоднсперсной добавки золы-уноса или кварцевого песка образовавшаяся при нагревании підраіпропапного цемента свободная окись кальция вследствие чсгигфатацпп іидрата окиси каль­ция, термического разложении водного алюмината и разложения углекислого кальция входит в соединение с кремнекнелотоп тонкоднсперсной добавки (реакция в твердом состоянии). В результате пенобетон с добавкой зочы-уноса, подвергнутый автоклавной обработке, вы­держивает температуру нагревания до 800°.

Автоклавный жароупорный пенобетон отличается от неавтоклавного тем, что в нем не обнаружено свободной извести и, следовательно, он является более устойчивым и долговечным жароупорным материалом.

ЖАРОУПОРНЫЙ ПЕНОБЕТОН, ЕГО СВОЙСТВА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ

  1. Пока что нет комментариев.