Содержание к диссертации
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ. 7
1.1. Экономические и экологические проблемы в огнеупорной
промышленности 7
1.2 Применение техногенных продуктов при создании жаростойких
композиционных
материалов... * 29
1.3 Некоторые выводы, обобщения, постановка
задачи 32
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Стандартные методы и методики исследования применяемые в
работе 33
2.2 Применение вероятно-статистических методов исследований 41
2.3 Характеристика используемого природного и техногенного
сырья 44
Природное и техническое сырьё 44
Зола от сжигания твердого остатка очистки сточных вод 50
Периклазохромитовая пыль 53
Ошлакованный шамот , 54
Отработанная кислота из ванн электрополировки стали 55
Осадок очистки природных вод со станций водоподготовки ....56
Нейтрализованный гальванический шлам 59
Череповецкий шлак 60
Нефелиновый шлам < - 61
ГЛАВА 3 СОЗДАНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ ЖАРОСТОЙКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЖИДКОМ СТЕКЛЕ С УЧЕТОМ ПРИЗНАКОВ ПРИГОДНОСТИ ИСПОЛЬЗУЕМОГО
ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ 63
3.1 Жаростойкий бетон как композиционный материал; определение
признаков пригодности техногенного сырья для создания
жаростойких композиционных материалов различного назначения.
Состав и технология получения жаростойкого бетона с температурой применения до 1400 С и физико-механические испытания полученных образцов..... 76
Подбор оптимального состава жаростойкого бетона с температурой применения до 1100 С с помощью метода математического моделирования и технология его получения 91
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ЖАРОСТОЙКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА НА ЖИДКОМ СТЕКЛЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ С ЧАСТИЦАМИ НАНОРАЗМЕРА 112
4.1 Особенности получения пены для жаростойких бетонов на
жидком стекле 112
Выбор стабилизатора пены для жаростойких пенобетонов 116
Состав и технология получения пенобетона разной плотности с техногенными наполнителями и исследование физико-механических свойств полученных материалов 136
4.4 Опытно-промышленное апробирование разработанного
жаростойкого пенобетона 154
ГЛАВА 5 ЖАРОСТОЙКИЕ СУХИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
СМЕСИ И КЛАДОЧНЫЕ РАСТВОРЫ, НА ОСНОВЕ
ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ 156
Состав и технология производства сухих теплоизоляционных смесей на жидком стекле и исследование их физико-механических свойств 156
Состав жаростойких сухих кладочных смесей на цементном связующем и исследование их физико-механических свойств 158
Опытно-промышленное апробирование разработанных сухих жаростойких смесей 161
5.3 Предотвращенный экологический ущерб при утилизации золы от
сжигания осадка сточных вод .166
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 170
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 173
ПРИЛОЖЕНИЯ 184
Введение к работе
Актуальность работы
Получение жаростойких бетонов на сегодня, тесно связано с использованием техногенного сырья, возможности которого в композиционном высокотемпературном материаловедении не достаточно исследованы. Предложенная работа является попыткой выявления закономерностей выбора техногенного сырья, учет свойств которого позволил бы получать жаростойкие композиционные материалы, не уступающие по свойствам известным материалам на основе природного сырья.
Цель работы
Целью работы являлась получение жаростойких композиционных материалов.(ЖКМ) на основе техногенного сырья. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: -определение признаков пригодности техногенного сырья для производства жаростойких композиционных материалов;
-разработка технологий и составов жаростойких композиционных материалов различного назначения на основе выбранного техногенного сырья и исследование их свойств;
-опытно промышленное опробование созданных . жаростойких композиционных материалов.
На защиту выносятся:
параметры выбора техногенного сырья для производства жаростойких композиционных материалов;
составы новых жаростойких композиционных материалов различного назначения и результаты исследований их свойств;
-технологические решения получения жаростойких композиционных материалов и опробование их в промышленном производстве.
Научная новизна состоит в следующем:
Определены признаки пригодности техногенного сырья для получения ЖКМ различного назначения и прогнозирования их основных свойств -повышение теплозащитности, прочности и температуры эксплуатации. Признаки пригодности учитывают температуру образования техногенного вещества, его влияние на процессы твердения жидкостекольной жаростойкой композиций и температуру эксплуатации ЖКМ, содержание в техногенном жидком сырье наночастиц, влияющих на межфазовый контакт в композиционных материалах и присутствие в техногенном сырье фаз, влияющих на смещение ионных равновесий жаростойкой композиционной смеси.
Установлено, что тонкодисперсный огнеупорный периклазохромитовый техногенный продукт, ускоряет твердение жаростойкой жидкостекольной композиционной смеси при нормальных условиях за счет возникновения ДрН, что сопровождается увеличением прочности, термостойкости и температуры эксплуатации полученных ЖКМ. Обнаружено, что эффект активирования нормального твердения жаростойкой жидкостекольной композиционной смеси сопровождается ростом тепловыделения. Показано, что к аналогичному воздействию приводит техногенный продукт с рН<7.
Показано, что введение техногенного сырья в виде нейтрализованного гальваношлама, содержащего коллоидные гидрооксиды тяжелых металлов, и отработанной соляной кислоты с ионами тяжелых металлов, активирует процесс твердения - смеси за счет образования труднорастворимых силикатов тяжелых металлов. Обнаружено, что этот процесс способствует повышению теплозащитных и прочностных
свойств ячеистых жаростойких композиционных материалов. Кроме
того, показано, что использование нейтрализованного гальваношлама
снижает расход жидкого стекла.
4. Впервые показана возможность конструирования жаростойкого
композиционного пенноматериала (ЖКПМ) на основе техногенного
сырья различной природы и стабилизатора пены, причем в качестве
стабилизатора использован алюмосодержащий побочный продукт-
неорганический полимер. Использование стабилизатора привело к
получению ЖКПМ, характеризующегося пониженной
теплопроводностью и отличающегося высокой открытой пористостью и преобладанием мелких, круглых пор.
