Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование и разработка составов и технологии производства жаростойкого бетона путем управления физико-химическими процессами

Диссертация: Исследование и разработка составов и технологии производства жаростойкого бетона путем управления физико-химическими процессами
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Значительная роль во всех ведущих отраслях народного хозяйства страны отведена науке, призванной усилить внимание к техническому совершенствованию производства и, в частности, к созданию прогрессивных технологий в строительной индустрии при оптимальных расходах материальных и энергетических ресурсов. Бетон справедливо относят к числу важнейших материалов современного строительства. Широкое… Читать ещё >

Исследование и разработка составов и технологии производства жаростойкого бетона путем управления физико-химическими процессами (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Аналитический обзор
    • 1. 1. Технологическая характеристика жаростойких бетонов
    • 1. 2. Карбид кремния и карбидкремниевые материалы
    • 1. 3. Строительные материалы в абразивной промышленности
  • 2. Материалы, оборудование, методики исследования
    • 2. 1. Материалы
    • 2. 2. Оборудование
    • 2. 3. Планирование эксперимента
  • 3. Теоретические предпосылки разработки состава жаростойкого бетона
    • 3. 1. Добавки в бетон. Механизм их действия
    • 3. 2. Физико-химическая модель взаимодействия поверхностных примесей заполнителя карбида кремния с компонентами композита жаростойкого бетона
  • 4. Разработка составов жаростойкого бетона и безобжиговой технологии его изготовления
    • 4. 1. Рецептура состава жаростойкого бетона
    • 4. 2. Технология изготовления жаростойкого бетона
    • 4. 3. Определение влияния добавки однозамещенного фосфорнокислого кальция на показатель водопоглащения жаростойкого бетона
    • 4. 4. Определение влияния мелких фракций карбида кремния как заполнителя в композите бетона на прочностные характеристики бетона
  • 5. Практическая реализация результатов работы

Значительная роль во всех ведущих отраслях народного хозяйства страны отведена науке, призванной усилить внимание к техническому совершенствованию производства и, в частности, к созданию прогрессивных технологий в строительной индустрии при оптимальных расходах материальных и энергетических ресурсов.

Ускорение технического прогресса в производстве новых строительных материалов может быть достигнуто в результате практической реализации глубоких теоретических разработок. Это же относится к технологии бетона в связи с необходимостью значительного улучшения его физико-механических свойств.

Преимущества бетона перед другими материалами способствовали быстрому и широкому его применению в мировой строительной практике еще до того, как важнейшие технологические особенности и технические качества бетона были надлежащим образом изучены.

Бетон справедливо относят к числу важнейших материалов современного строительства. Широкое использование бетона объясняется многими преимуществами его, к числу которых относятся следующие: большая сырьевая база, простота переработки сырья, широкий диапазон строительно-технических свойств изделий.

Жаростойкие бетоны предназначены для конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации длительное воздействие высоких температур.

Используется данный материал и в абразивной промышленности при сборке печей для плавки карбида кремния.

Исходя из условий эксплуатации бетонных конструкций в печах сопротивления, к материалу бетона предъявляют определенные требования: высокий предел прочности при сжатии, низкое водопоглащение, низкая пористость и высокая плотность, высокая термостойкость бетона.

Диссертационная работа посвящена разработке и оптимизации составов жаростойкого бетона, предназначенного для изготовления щитов и пода печи сопротивления производства карбида кремния, с использованием в качестве заполнителя бетона материалов из карбида кремния, а также введение в состав бетона гидрофобных добавок и пластификатора.

Цель — исследование физико-химических процессов при производстве жаростойкого бетона, разработка оптимальных составов путем управления его физико-химическими показателями.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

— Исследовать физико-химические процессы при изготовлении жаростойкого бетона с наполнителем из карбида кремния;

— Исследовать влияние заполнителя из карбида кремния, а также добавок пластификатора и гидрофобизатора на физико-химические и прочностные характеристики жаростойкого бетона;

— Провести комплексное исследование физико-механических свойств образцов из жаростойкого бетона;

— Разработать составы и технологию производства жаростойкого средне-цементного бетона с заполнителем из карбида кремния;

— Испытать щиты из жаростойкого бетона в заводских условиях.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Разработаны составы жаростойкого бетона с заполнителем из карбида кремния.

2. С единых классификационных позиций рассмотрена структура цементного камня и текстура бетона с учетом их порового пространства, влияния добавок и уровней дисперсности.

3. Исследовано влияние заполнителя из карбида кремния, а также добавок пластификатора и гидрофобизатора на физико-химические и прочностные характеристики жаростойкого бетона. Проведены комплексные исследования физико-механических свойств жаростойкого бетона.

4. По результатам проведенных испытаний предложено взять за основу при разработке технологии изготовления конструкций из жаростойкого бетона температурно-влажный режим набора прочности по ГОСТ 20 910, бетоны плотной структуры на портландцементе.

5. Экспериментально подтверждено действие добавки однозамещенного фосфорнокислого кальция на молекулярном уровне дисперсности путем образования защитного слоя на поверхности частиц СаО из гидроксидапатитов или трикальцийфосфата в композите бетона, что привело к снижению показателя водолпоглащения в 4 раза.

6.

Введение

в рецепт жаростойкого бетона добавки из материалов карбида кремния черного и зеленого дало положительный результат в части увеличения характеристики термической стойкости в 7 раз.

7. Исходя из полученных прочностных характеристик, разработанный бетон можно отнести к разряду жаростойких.

Согласно ГОСТ 20 910–90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия» подобрана марка бетона: BRP В20 И8 — бетон жаростойкий на портландцементе, класса В20 по прочности на сжатие, температурой применения 800 °C, с заполнителем из карбида кремния.

8. Разработан оптимальный для практического применения состав жаростойкого бетона, который был использован для изготовления опытно-промышленной партии железобетонных конструкций щитов самоходных печей электроплавильного цеха ОАО «Волжский абразивный завод». Проведены испытания жаростойкого бетона в производственных условиях. Технико-экономическая эффективность нового состава жаростойкого бетона подтвердилась увеличением термической стойкости в 7 раз, снижением показателя водо-полгащения в 4 раза, что значительно расширило срок эксплуатации железобетонных конструкций щитов самоходных печей электроплавильного цеха в условиях периодического процесса плавки карбида кремния.

Показать весь текст

Список литературы

  1. , А. Г. Строительные материалы / А. Г. Домокеев. — М., 1989.
  2. , И. Н. Основы физики бетонов / И. Н. Ахвердов. М., 1981.
  3. Баженов, 10. М. Технология бетона /10. М. Баженов. М., 1987.
  4. , Ю. М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю. М. Бутт, М. М. Сычев, В. В. Тимашев. М., 1980.
  5. , А. В. Минеральные вяжущие вещества / А. В. Волжен-ский.-М., 1986.
  6. , Г. И. Строительные материалы / Г. И. Горчаков. М., 1981.
  7. , А. Г. Строительные материалы / А. Г. Комар. М., 1988.
  8. , В. С. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ / В. С. Горшков, В. В. Тимашев, В. Г. Савельев. М., 1981.
  9. , В. Б. Химия в строительстве / В. Б. Ратинов, Ф. М. Иванов. -М, 1977.
  10. , М. И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики / М. И. Роговой. М., 1974.
  11. , И. В. Высокопрочные и особо быстротвердеющие порт-ландцементы / И. В. Кравченко, Власова М. Т., Юдович Б. Э. М.: Стройиздат, 1971.
  12. , А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968.
  13. , К. Д. Жароупорный бетон / К. Д. Некрасов. М.: Промст-ройиздат, 1957.
  14. , К. Д. Исследование крупных блоков из жаростойкого бетона при одностороннем нагреве / К. Д. Некрасов, В. В. Жуков, В. И. Шевченко У/ Огнеупоры. 1967.-N6.-С. 16−18.
  15. , К. Д. Жаростойкий бетон на портландцементе / К. Д. Некрасов, А. П. Тарасова. М.: Стройиздат, 1969.
  16. , В. Г. Применение суперпластификаторов в бетоне / В. Г. Батраков, Ф. М. Иванов Ф.М., Е. С. Силина // Строительные материалы и изделия / ВНИИИС. 1982. — Вып. 2, сер. 7. — С. 21−23.
  17. , В. Г. Суперпластификаторы исследования и опыт применения. Применение химических добавок в технологии бетона / В. Г. Батраков — МДНТП.- М.: Знание, 1980.
  18. Ф. Химические добавки в строительстве / Ф. Вавржин, Р. Крмча. М.: Стройиздат, 1964.
  19. , В. Б. Применение химических добавок для интенсификации процесса производства и повышения качества бетона и железобетона / В. Б. Грапп, В. Б. Ратинов- ЛатНИИНТИ. Рига, 1997.
  20. , Г. И. Состав, структура и свойства цементных бетонов / Г. И. Горчаков, Л. П. Орентлихер, В. И. Савин. М.: Стройиздат, 1976.
  21. , И. М. Влияние комплексных добавок на прочность бетона / И. М. Грушко, Э. В. Дегтярева // Строит, материалы и конструкции. 1985. — N 3.-С. 33−35.
  22. , Г. Г. Прогнозирование долговечности бетона с добавками / Г. Г. Добролюбов, В. Б. Ратинов, Т. И. Розенберг. М.: Стройиздат, 1983.
  23. , Ф. М. Добавки в бетоны и перспективы применения суперпластификаторов. Бетоны с эффективными суперпластификаторами / Ф. М. Иванов — НИИЖБ. М., 1979.
  24. , Ф. М. Современное состояние применения химических добавок в технологии бетонов / Ф. М. Иванов. М.: Знание, 1980.
  25. , Ф. М. Основные направления применения химических добавок к бетону / Ф. М. Иванов, В. Г. Батраков, А. В. Лагойда // Бетон и железобетон. -1981.-N 9.-С. 17−20.
  26. , И. А. Влияние комплексных добавок на процессы гидратации и твердения портландцемента : авторефер. дне. канд. техн. наук / И. А. Иочинская. М., 1974.
  27. , И. И. Химия гидратации портландцемента / И. И. Курбатова. М.: Стройиздат, 1981.
  28. Ларинов, 3. М. Формирование структуры цементного камня и бетона / 3. М. Ларинов. М.: Стройиздат, 1971.
  29. , А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968.
  30. , С. Д. Взаимодействие минералов портландцементного кли-кера в процессе твердения цемента / С. Д. Окороков. Л.: Стройиздат, 1945.
  31. , А. С. Цементы с минеральными добавками -микронаполнителями. Новое в химии и технологии цемента / А. С. Пантелеев, В. М. Колбасов. М., 1962.
  32. , Т. К. Физическая структура портландцементного теста. Химия цементов / Т. К. Пауэре. М., 1969.
  33. , А. Ф. Твердение мономинеральных вяжущих веществ / А. Ф. Полак. М.: Стройиздат, 1966.
  34. , Б. Е. Оптимизация тепловлажной обработки бетонов с помощью добавок / Б. Е. Рапопорт // Бетон и железобетон. 1981. — N 8. — С. 1920.
  35. , В. Б. Химия в строительстве / В. Б. Ратинов, Ф. М. Иванов. -М.: Стройиздат, 1977.
  36. Справочник по химии цемента. Л.: Стройиздат, 1980.
  37. , Г. Реакции и термохимия гидратации цемента при обычной температуре / Г. Стейнор — Междун. конгресс по химии цемента: тр. М., 1958.-С. 82−86.
  38. , Г. М. Новые пластифицирующие добавки к цементу и бетону / Г. М. Тарнаруцкий, 10. С. Малинин // Цемент. 1980. -N 9. — С. 11−13.
  39. , П. Р. Изменение дисперсности цемента при его гидратации в присутствии добавок / П. Р. Таубе, 10. М. Чумаков, В. Б. Ратинов // Цемент. -1980.-N 1.-С. 22−24.
  40. , В. Ф. Изучение механических свойств различных абразивных материалов / В. Ф. Бердиков, А. В. Бабанин, Н. И. Богомолов // Абразивы: сб.-М., 1975.-N 8.-С. 8−10.
  41. , Г. Г. Карбидокремниевые материалы / Г. Г. Гнесин. М.: Металлургия, 1977.
  42. , JI. И. Минералогия карбида кремния / JI. И. Деркаченко. -Л.: Наука, 1972.
  43. , И. С. Карборундовые огнеупоры / И. С. Кайнарский, Э. В. Дегтярева. Харьков: Металлургиздат, 1963.
  44. , М. В. Искусственные абразивные материалы / М. В. Камен-цев. М.: Машгиз, 1950.
  45. , С. А. Карбид кремния / С. А. Добролеж. Киев: Гостехиз-дат, 1963.
  46. , И. Н. Карбид кремния / И. Н. Францевич. Киев: Науко-ва думка, 1966.
  47. , Г. Карбид кремния : пер. с англ / Г. Хениша, Р. Роя. М.: Мир, 1972.
  48. Кац, И. С. Основные закономерности процесса получения карбида кремния в промышленной печи сопротивления: тр. ВНИИАШ / И. С. Кац. -М., 1975.
  49. , Р. Б. Особо тугоплавкие элементы и соединения / Р. Б. Котельников. М.: Металлургия, 1969.
  50. Певзнер, P. J1. Спектральные исследования состава примесей в карбиде кремния зеленом / P. JT. Певзнер — НИИМАШ // Абразивы. 1968. — N 4. — С. 32−39.
  51. , Н. Е. Петрография искусственных абразивов / Н. Е. Фи-лоненко, И. В. Лавров. М.- Л.: Машгиз, 1958.
  52. Тейлор, Ф.Х. У. Кристаллохимия продуктов гидратации портландцемента / Ф. X. У. Тейлор. М. Стройиздат, 1976.
  53. Тейлор, Ф.Х. У. Гидросиликаты кальция. Химия цементов / Ф. X. У. Тейлор. М.: Стройиздат, 1969.
  54. , В. С. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ / В. С. Горшков, В. В. Тимашев, В. Г. Савельев. М.: Высш. шк., 1981.
  55. , X. Разработка бетонов для шлакового пояса стальковша : сб. докл. междунар. конгресса / X. Накагава, И. Накамура. Новый Орлеан (США), 1997.
  56. Разработка основных кальцийсодержащих бетонов: сб. докл. / Т. Са-саки и др. Киото (Япония), 1968.
  57. , Г. М. Жаростойкие бетоны на местных шлаковых заполнителях : сб. тезисных докл. к координационному совещанию / Г. М. Васильев — ЛипПИ. Липецк, 1984.
  58. , М. К. Применение отходов промышленности с целью повышения эффективности жаростойких бетонов : сб. тезисных докл. к координационному совещанию / М. К. Шипулин — ЛипПИ. Липецк, 1984. — С. 74−76.
  59. , Г. М. Рекомендации по использованию продуктов шлако-переработки НЛМЗ в жаростойких бетонах с температурой службы 800. 1100 °C / Г. М. Васильева — ЛипПИ. Липецк, 1981.
  60. , Г. М. Жаростойкий бетон на шлакопемзовых заполнителях с температурой службы 800 °C : информ. лист 3267 / Г. М. Васильева — МЦТИ. -Липецк, 1975.
  61. , С. В. Планирование эксперимента / С. В. Носов. Липецк, 2003.
  62. , Ю. П. Теория эксперимента: прошлое, настоящее, будущее / Ю. П. Адлер. М.: Знание, 1982.
  63. , О. В. Исследование расхода цемента и ТМД на свойства жаростойкости бетонов на шлаковых и шамотных заполнителях : тез. докл. науч.-техн. конф. техн. вузов Центральной России. Орел, 1999.
  64. , А. И. Теоретические и технические принципы повышения долговечности огнеупорных футеровочных материалов : автореф. дис. д-ра техн. наук / А. И. Хлыстов. Самара, 2004.
  65. , А. И. Разработка составов и технологии безобжиговых огнеупорных карбидкремниевых строительных композиций : автореф. дис. канд. техн. наук/ А. И. Фориков. Волгоград, 2005.
  66. , А. И. Применение глиноземсодержащих шлаков в составах жаростойких бетонов : тез. докл. / А. И. Хлыстов. Саранск: Изд-во Морд, унта, 1997.
  67. , А. В. Водосодержащие связки и консерванты для известковых огнеупоров / А. В. Гропянов // Новые огнеупоры. 2003. — № 3. — С. 15−17.
  68. Определение оптимальных составов жаростойких шлакобетонов с помощью планирования эксперимента / О. В. Бобоколонова и др. // Огнеупоры и техн. керамика. -2005. № 1.-С. 17−19.
  69. О.В. Влияние наполнителей на составы жаростойких шлакопемзобетонов для тепловых агрегатов / О. В. Бобоколонова и др. // Огнеупоры и техн. керамика. 2005. — № 4. — С. 14−16.
  70. , О. 10. Использование карбида кремния в производстве огнеупорных поликристаллических материалов / О. Ю. Пушкарская, А. И. Фориков, И. В. Надеева// Огнеупоры и техн. керамика. 2004. — № 11. — С. 11−12.
  71. , А. 10. Применение кварцита Антоновского месторождения в качестве заполнителя при производстве огнеупорных бетонных изделий / А. Ю. Пронякин // Огнеупоры и техн. керамика. 2003. — № 2. — С. 17−19.
  72. , Д. Н. Разработка низкоцементных огнеупорных бетонов системы А1203 SiC — С / Д. Н. Борзов // Огнеупоры и техн. керамика. — 2002. -№ 4.-С. 18−20.
  73. , JI. Б. Проблемы техногенного сырья / JI. Б. Хорошавин // Огнеупоры и техн. керамика. 1998. — № 10. — С. 21−23.
  74. , П. П. Технология керамики и огнеупоров / П. П. Будников, А. С. Бережной, И. Д. Булавин. М.: Гос. изд-во. по стр-ву, архитектуре и строит, материалам, 1962.
  75. , К. Д. Жаростойкие бетоны / К. Д. Некрасов. М.: Стройиздат, 1974.
  76. , X. Химия цементов / X. Тейлор. М.: Мир, 1996.
  77. , С. Среднецементный жаростойкий бетон перспективный материал для футеровок тепловых агрегатов / С. Гоберис, И. Прундене // Огнеупоры и техн. керамика. — 2002. — № 10. — С. 15−18.
  78. , К. А. Применение низкоцементных тиксотропных корундовых бетонных смесей в агрегатах черной металлургии / К. А. Звягин, А. А. Бой-кова // Огнеупоры и техн. керамика. 2003. — № 10. — С. 20−22.
  79. , О. Д. Кинетика процессов кристаллизации и конденсации. Проблемы кинетики и катализа / О. Д. Тодес — АН СССР. М., 1949.
  80. , Б. Д. Сравнительные исследования эффективности химических добавок. Применение химических добавок в технологии бетона / Б. Д. Тринкер — МДНТП. М.: Знание, 1980.
  81. , JI. Г. Повышение водозащитных свойств легкого бетона комплексной химической добавкой : автореф. дис.. канд. техн. наук / J1. Г. Угулава. Тбилиси, 1986.
  82. Ушеров-Маршак, А. В. Скорость и полнота ранних стадий гидратации цемента в присутствии суперпластификаторов. Бетоны с эффективными модифицирующими добавками / А. В. Ушеров-Маршак, Н. Н. Осенкова, М. Циак — НИИЖБ.-М., 1985.
  83. Ушеров Маршак, А. В. Воздействие суперпластификатора на гидра-- тацию трехкальциевого силиката / А. В. Ушеров-Маршак, Н- И. Осенкова, В. Р. Фаликман // Цемент. — 1986. — № 5. — С. 12−14.
  84. , М. И. Гидрофобнопластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов / М. И. Хигерович, В. Е. Байер. М.: Стройиздат, 1979.
  85. , Ю. С. Высокоэффективный пластификатор бетонных смесей /10. С. Черкинский, Р. К. Юсупов // Бетон и железобетон. -1980. № 6. -С. 32−33.
  86. , Ю. С. Особенности пластификации бетонных смесей суперпластификаторами. Применение химических добавок в технологии бетона / Черкинский, Ю. С.- МДНТП. М.: Знание, 1980.
  87. , А. Е. Структура и свойства цементных бетонов / А. Е. Шей-кин, Ю. В. Чеховский, М. И. Бруссер. М.: Стройиздат, 1979.
  88. , С. В. Долговечность бетона / С. В. Шестоперов. М., 1966.
  89. , М. Ю. Справочник по производству строительной керамики / М. Ю. Юшкевич. М.: Госстройиздат, 1961.
  90. , А. И. Физическая химия силикатов / А. И. Августинник. -М.: Госхимиздат, 1947.
  91. , Д. С. Физико-химические системы силикатной технологии / Д. С. Белянкин, В. В. Лапин, Н. А. Торопов. М.: Промстройиздат, 1954.
  92. , А. С. Контроль производства красного строительного кирпича / А. С. Беркман, И. Г. Мельникова, М. И. Полляк. Рига, 1957.
  93. , О. К. Физическая химия силикатов / О. К. Ботвинкин. М.: Промстройиздат, 1955.
  94. , В. А. Лабораторный практикум по общему курсу строительных материалов / В. А. Воробьев. М.: Промстройиздат, 1955.
  95. , Г. Н. Практикум по технологии керамики и строительных материалов / Г. Н. Дудеров. М.: Промстройиздат, 1953.
  96. , К. С. Химия кремния и физическая химия силикатов / К. С. Евстропьев, Н. А. Торопов. М.: Промстройиздат, 1956.
  97. , В. А. Курс физической химии / В. А. Киреев. М.: Госхимиздат, 1951.
  98. , А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Госэнергоиздат, 1950.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!