УДК 691 ББК 38.3 ISB N978-5-7264 - 1008-1 ©ФГБ О У ВП О «МГСУ» , 2015 ВВЕДЕНИЕ Значение жаростойких бетонов и огнеупорных теплоизоляционных материалов в экономике страны постоянно возрастает. <...> Однако до настоящего времени нет надежного способа изготовления монолитной теплоизоляции из волокнистых композиций. <...> Термостойкость легковесов в основном определяет срок их службы. <...> При увеличении продолжительности службы легковесов сокращается общее время простоя тепловых агрегатов и повышается производительность. <...> Глава 1 ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ 1.1. <...> Под термином «термостойкость» принято понимать способность хрупких материалов и изделий из них сопротивляться термическим напряжениям, возникающим в результате градиента температур (напряжения первого рода). <...> Термостойкость принято выражать в критериальной форме, пользуясь критерием R, как это было впервые введено основопо6 ложниками применения теории максимальных напряжений к оценке термостойкости Винкельманом и Шоттом в 1894 г. В настоящее время установлено свыше 22 критериев термостойкости применительно к различным условиям службы огнеупоров. <...> Способность 7 материала сопротивляться зарождению трещин характеризуют критериями термостойкости. <...> ; E — модуль упругости; R, R′, R′′ — критерии термостойкости; ν — коэффициент Пуассона; λ — коэффициент теплопроводности; a — коэффициент температуропроводности. <...> Согласно этой теории, критерий термостойкости оценивается разрушающим градиентом температур ΔTpазp который зависит не только от совокупности свойств материалов, определяемых критериями типа R, но и от фактора формы тела S: ΔTpазp = R · S. <...> Приведенный выше анализ современных теорий термостойкости показывает, что наряду с механическими и теплофизическими характеристиками важнейшее влияние на термостойкость материалов оказывает их структура. <...> Разработка технологии армированного корундового бетона с повышенными термомеханическими <...>
Создание_огнеупорных_бетонов_и_теплоизоляционных_материалов_с_повышенной_термостойкостью_(1).pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ
В.Н. Соков
СОЗДАНИЕ ОГНЕУПОРНЫХ БЕТОНОВ
И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
С ПОВЫШЕННОЙ ТЕРМОСТОЙКОСТЬЮ
Учебное пособие
Москва 2015
Стр.1
УДК 691
ББК 38.3
C59
СЕРИЯ ОСНОВАНА В 2008 ГОДУ
Рецензенты:
профессор, доктор технических наук М.В. Акулова,
заведующая кафедрой строительного материаловедения,
специальных технологий и технологических комплексов
архитектурно-строительного института ФГБОУ ВПО
«Ивановский государственный политехнический университет»;
профессор, доктор технических наук В.Ф. Коровяков,
советник по научно-организационной работе ГУП «НИИМосстрой»
Монография рекомендована к публикации
научно-техническим советом МГСУ
Соков, В.Н.
C59
Создание огнеупорных бетонов и теплоизоляционных материалов
с повышенной термостойкостью : монография /
В.Н. Соков ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Моск.
гос. строит. ун-т. Москва : МГСУ, 2015. 288 с.
ISBN 978-5-7264-1008-1
Рассматриваются теоретические и экспериментальные исследования
нового направления в технологии термостойких материалов, работающих
в агрессивных и высокотемпературных средах. В основу исследований
положена концепция перехода изделий в более высокую категорию
качества с одновременной интенсификацией процессов, снижением
материальных и энергетических затрат.
Для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских
организаций, предприятий строительной индустрии и
огнеупоров, а также для преподавателей вузов, докторантов, аспирантов,
магистров и бакалавров.
УДК 691
ББК 38.3
ISB N978-5-7264 - 1008-1
©ФГБ О У ВП О «МГСУ» , 2015
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ..........................................................................................3
Глава 1. ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ ......................6
1.1. Современные представления о термостойкости
жаростойких материалов. Факторы, определяющие
термостойкость ........................................................................6
1.2. Зависимость термостойкости от структуры материала
и других факторов. Армирование как наиболее
эффективный метод получения термостойких
материалов .............................................................................17
Глава 2. ПОВЫШЕНИЕ ТЕРМОСТОЙКОСТИ
ВЫСОКООГНЕУПОРНОГО БЕТОНА
ВОЛОКНАМИ-СЫРЦАМИ С ПОСЛЕДУЮЩИМ
НАПРАВЛЕННЫМ СИНТЕЗИРОВАНИЕМ
ИХ В КОРУНДОВЫЕ ФИБРЫ ..........................................21
2.1. Предпосылки создания высокоогнеупорных бетонов
армированием различными волоками ..................................21
2.2. Разработка технологии армированного корундового
бетона с повышенными термомеханическими свойствами
для тепловых агрегатов, работающих в окислительной
и восстановительной газовых средах при температурах
до 1700 °С. Рабочая гипотеза. Специальные установки
и методы испытания ..............................................................28
2.3. Подбор рационального состава и технология
изготовления корундового бетона, дисперсно
армированного волокном ......................................................63
2.4. Технология изготовления армированного корундового
бетона .....................................................................................71
2.5. Исследование характеристик структуры
и эксплуатационных свойств армированного
корундового бетона ...............................................................72
2.6. Опытно-промышленная проверка и внедрение
исследований .........................................................................84
285
Стр.285
Глава 3. МОНОЛИТНЫЕ ЯЧЕИСТО-КЕРАМОВОЛОКНИСТЫЕ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ФУТЕРОВКИ
С ИЗОТРОПНЫМИ СВОЙСТВАМИ И ВЫСОКОЙ
ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТЬЮ .....................................90
3.1. Анализ современного состояния методов получения
монолитной футеровки тепловых агрегатов .........................90
3.2. Развитие способов устройства монолитной футеровки .......95
3.3. Опыт изготовления волокнистых футеровок ..................... 102
3.4. Выбор материалов и способа создания эффективной
монолитной теплоизоляции ................................................ 106
3.5. Разработка технологии монолитных футеровок различных
конфигураций индустриальным методом без применения
аппаратов принудительного уплотнения ............................ 109
3.6. Теоретические предпосылки получения ячеистокерамоволокнистой
монолитной футеровки
из самоуплотняющихся масс. Рабочая гипотеза ................ 116
3.7. Механизм и условия уплотнения монолитной футеровки
из самоуплотняющихся масс на полистироле в замкнутом
перфорированном объеме ................................................... 123
3.8. Расчет оптимального состава формовочных масс
монолитно теплоизоляционной футеровки методом
математического планирования эксперимента .................. 125
3.9. Подбор типа смесителя ....................................................... 129
3.10. Исследование формовочных свойств керамоволокнистых
масс с активной выгорающей добавкой ............................. 131
3.11. Выбор энергоносителя для тепловой обработки
керамоволокнистых масс на полистироле в замкнутом
перфорированном объеме ................................................... 134
3.12. Изучение процессов самоуплотнения и сушки
волокнистой монолитной футеровки под действием
одностороннего нагрева .........................................................138
3.13. Выявление технологической возможности получения
ячеисто-волокнистого материала без связующего ............. 143
3.14. Исследование физико-химических процессов,
происходящих в материале при его обжиге ........................ 144
3.15. Исследование влияния состава формовочных масс
и условий нагревания футеровки на порообразвание
в материале ........................................................................... 148
3.16. Выбор режимов тепловой обработки и изучение
деструктивных явлений в монолитной футеровке в период
286
Стр.286
первого обжига и охлаждения (метод акустической
эмиссии) ............................................................................... 154
3.17. Исследование основных физико-технических свойств
и микроструктуры монолитной ячеистокерамоволокнистой
футеровки ........................................... 171
3.18. Производственная проверка исследований ...................... 177
3.19. Технологическая схема производства ................................ 179
3.20. Технико-экономические обоснования применения
ячеисто-волокнистого материала для монолитной
футеровки ............................................................................. 181
Глава 4. ПОВЫШЕНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ШАМОТНЫХ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
СИНЕРГЕТИЧЕСКИМ ЭФФЕКТОМ
ОТ АРМИРОВАНИЯ И ОБЪЕМНОГО ПРЕССОВАНИЯ
ФОРМОВОЧНЫХ МАСС ................................................. 182
4.1. Современный опыт производства шамотных
теплоизоляционных высокотемпературных материалов,
возможные пути улучшения их свойств ............................. 182
4.2. Создание композиционного структурно-единого
шамотного теплоизоляционного материала
с повышенными термомеханическими свойствами .......... 209
4.3. Экспериментальные исследования по созданию
теплоизоляционных шамотных материалов
с повышенной термической стойкостью при
тепловом ударе ..................................................................... 219
Библиографический список ............................................................ 276
Стр.287