ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В настоящее время для специальных конструкций и сооружений применяются различные огнеупорные материалы: шамотный и динасовый кирпичи, жаростойкие бетоны на основе цементов и др. Однако наиболее экономичными и долговечными зарекомендовали себя жаростойкие легкие бетоны, в которых основным связующим является смесь, полученная при использовании ортофосфорной кислоты, алюминиевого порошка и добавок, содержащих соединения, влияющие на улучшение качества этих бетонов.

Смеси, состоящие из фосфатного связующего, алюминиевой пудры и тонкомолотых добавок из отходов абразивного производства в виде шламов карбида кремния, способны затвердевать без термообработки при нормальной температуре и влажности. После затвердевания получается поризованный жаростойкий бетон средней плотностью 400-1000 кг/м ³.

При разработке составов смесей учитывалась актуальность работы, возможность утилизации отходов абразивного производства, а также получение экономичного и долговечного жаростойкого материала. Подбор состава бетона осуществлялся по следующей схеме: уточнение оптимальных параметров, выбор изменчивости параметров, расчет составов, обработка результатов экспериментов. В состав смеси входили: алюмохромфосфатное связующее, шамот и отход производства Волжского абразивного завода в виде шлама карбида кремния. В процессе подбора составов фосфатного газобетона применялся шамот с удельной поверхностью 2500-3000 см ²/г. Карбидокремниевые отходы измельчались до удельной поверхности 2500 см ²/г. Оптимальная концентрация ортофосфорной кислоты для получения алюмохромфосфатного связующего составляла 60%. Количество алюминиевого порошка (пудры) составляло 5-7%, добавка шамота - 30-50%.

Эксперименты показали, что при содержании алюминиевой пудры меньше 3% от массы сухих компонентов для затвердевания смеси требуется дополнительная термообработка. При содержании алюминиевой пудры свыше 7,5% средняя плотность остается постоянной вследствие интенсивного выделения газов, приводящих к высокой открытой пористости, снижающей прочность бетона. Исследованиями установлено, что оптимальное количество алюминиевой пудры составляет 5-7% от массы сухих компонентов сырьевой смеси. Расход алюмохромфосфатной связки подбирался с учетом реологических свойств свежеприготовленной смеси. Сырьевая масса имела оптимальную температуру саморазогрева, необходимого для последующего затвердевания и получения образцов бетона со средней плотностью 400-1000 кг/м ³.

Оптимальные составы фосфатного газобетона были определены методами математического планирования эксперимента и статической обработкой результатов. Основными свойствами газобетона являлись пределы прочности на сжатие и средние плотности при температурах 20°С, 150°С, 800°С. Эксперименты показали, что наибольшее влияние на жаростойкие и прочностные свойства газобетона оказывают содержание алюминия и шамота. Максимальная прочность достигается в составе, содержащем 50% шамота и 7% алюминиевой пудры. Минимальная прочность отмечалась в составах, в которых содержание шамота было 34-38% и алюминиевой пудры 6-7%. Минимальная средняя плотность газобетона наблюдалась при содержании шамота 40% и алюминиевой пудры 5%.

Полученные результаты позволили установить, что полученный газобетон можно применять при температуре 1500-1600°С.