|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
|||||||||
МЕНЮ
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Жаростойкие бетоныЖаростойкие бетоныСодержание Введение Материалы для производства жаростойких бетонов Требования к материалам для изготовления жаростойких бетонов Расчет состава жаростойкого бетона Список использованной литературы Введение Жаростойкий бетон -- это специальный бетон, способный не изменять требуемые физико-механические свойства при длительном воздействии высокой температуры (свыше 200°С). В зависимости от вяжущего вещества различают жаростойкие бетоны на портландцементе и шлакопортландцементе, на высокоглиноземистом и глиноземистом цементе и на жидком стекле. Жаростойкий бетон предназначается для промышленных агрегатов (облицовки котлов, футеровки печей и т.п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб). При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция с образованием СаО. Оксид кальция при воздействии влаги гидратируется с увеличением объема и вызывает растрескивание бетона. Поэтому в жаростойкий бетон на портландцементе вводят тонко измельченные материалы, содержащие активный кремнезем. Виды жаростойких бетонов По предельно допустимой температуре применения жаростойкие бетоны подразделяются на 14 классов:
По прочности на сжатие жаростойких бетонов в соответствии с СТ СЭВ 1406-78 установлены следующие классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40. Различают жаростойкие бетоны следующих марок: по средней плотности: D300; D400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800; по термической стойкости в водных теплосменах (бетоны плотной структуры со средней плотностью 1200-2900 кг/м3): Твд5, Твд10, Твд15, Твд25, Твд35, Твд40 по термической стойкости в воздушных теплосменах: Твз5, Твз10, Твз15, Твз20, Твз25 (бетоны плотной структуры 500-1100 кг/м3) Твз5, Твз10 (бетоны ячеистой структуры 600-1000 кг/м3) по морозостойкости (бетоны плотной структуры со средней плотностью 1200-2900 кг/м3): F15, F25, F35, F50, F75 по водонепроницаемости (бетоны со средней плотностью 1200-2900 кг/м3): В2, В4, В6, В8 Для жаростойких бетонов марок средней плотности D300-D1100 термическая стойкость в водных теплосменах, морозостойкость и водонепроницаемость не нормируется. Для жаростойких бетонов марок по средней плотности D300 и D400 не нормируется термическая стойкость в воздушных теплосменах. В зависимости от способа укладки и уплотнения бетонной смеси, различают жаростойкие бетоны: вибрированные, трамбованные, прессованные, торкретированные (нанесение пневмо- или механическим способом). Материалы для производства жаростойких бетонов Жаростойкий бетон изготовляют на портландцементе с активной минеральной добавкой (пемзы, золы, доменного гранулированного шлака, шамота). Шлакопортландцемент уже содержит добавку доменного гранулированного шлака и может успешно применяться при температурах до 700°С. Портландцемент и шлакопортландцемент нельзя применять для жаростойкого бетона, подвергающегося кислой коррозии (например, действию сернистого ангидрида в дымовых трубах). В этом случае следует применить бетон на жидком стекле. Он хорошо противостоит кислотной коррозии и сохраняет свою прочность при нагреве до 1000°С. Еще большей огнеупорностью (не ниже 1580°С) обладает высокоглиноземистый цемент с содержанием глинозема 65-80%; в сочетании с высокоогнеупорным заполнителем его применяют при температурах до 1700°С. Столь же высокой огнеупорности позволяют достигнуть фосфатные и алюмофосфатные связующие: фосфорная кислота алюмофосфаты и магнийфосфаты. Жаростойкие бетоны на фосфатных связующих можно применять при температурах до 1700°С, они имеют небольшую огневую усадку, термически стойки, хорошо сопротивляются истиранию. Заполнитель для жаростойкого бетона должен быть не только стойким при высоких температурах, но и обладать равномерным температурным расширением. Бескварцевые изверженные горные породы как плотные (сиенит, диорит, диабаз, габбро), так и пористые (пемза, вулканические туфы, пеплы) можно использовать для жаростойкого бетона, применяемого при температурах до 700°С. Для бетона, работающего при температурах 700-900°С, целесообразно применять бой обычного глиняного кирпича и доменные отвальные шлаки с модулем основности не более 1, не подверженные распаду. При более высоких температурах заполнителем служат огнеупорные материалы: кусковой шамот, хромитовая руда, бой шамотных, хроммагнезитовых и других огнеупорных изделий. Требования к материалам для изготовления жаростойких бетонов 1. Вяжущее В табл. 1 приведены виды вяжущих для жаростойкого бетона, нормативные документы, требованиям которых они должны отвечать, а также дополнительные требования, учитывающие специфику их применения в жаростойком бетоне. Таблица 1
2. Отвердители Для обеспечения процессов твердения жаростойких бетонов на жидком стекле необходимо введение отвердителей, требования к которым приведены в табл. 2. Нефелиновый шлам является вторичным продуктом производства алюминия из нефелиновой породы и для употребления должен быть размолот до удельной поверхности, значения которой приведены в табл. 2. Шлаки, саморассыпающиеся в результате силикатного распада, так же являются вторичными продуктами ферросплавных и металлургических заводов и могут использоваться без дополнительного помола. Таблица 2
3. Тонкомолотые добавки Тонкомолотые добавки вводят в жаростойкий бетон на портландцементе для связывания свободного гидроксида кальция и обеспечения стойкости бетона в условиях воздействия высоких температур; в жаростойкий бетон на жидком стекле - для повышения температуры применения, улучшения удобоукладываемости бетонной смеси и обеспечения плотной структуры бетона; в жаростойкий бетон на ортофосфорной кислоте - для обеспечения твердения, улучшения удобоукладываемости бетонной смеси и обеспечения плотной структуры бетона. Тонкомолотые добавки могут быть промышленного изготовления или приготовлены размолом соответствующих материалов до удельной поверхности не менее 2500 см2/г, в которых содержание свободных оксида кальция СаО и оксида магния MgО в сумме не должно превышать 3 %, а карбонатов - не более 2 %. Виды тонкомолотых добавок и основные требования к ним приведены в табл. 3. Таблица 3
4. Заполнители Заполнители, применяемые в жаростойких бетонах, могут быть промышленного изготовления или приготовлены на месте производства работ дроблением соответствующих материалов. Виды заполнителей для жаростойких бетонов, нормативные документы и рекомендуемая область применения заполнителей приведены в табл. 4. Кусковой шамот и шамот из вторичных огнеупоров должны иметь водопоглощение не более 12 % массы материала. Для боя шамотных изделий и других заполнителей водопоглощение не нормируется. Таблица 4
Для заполнителей, используемых в бетоне с предельно допустимой температурой применения выше 1200 °С, огнеупорность должна быть не менее величин, указанных в табл. 5. Таблица 5
Для заполнителей, применяемых в бетоне со средней плотностью после сушки менее 900 кг/м3, средняя насыпная плотность заполнителя должна быть не более величин, указанных в табл. 6 Таблица 6
Рекомендуемый зерновой состав заполнителей для жаростойкого бетона, кроме керамзита: Таблица 7
Рекомендуемый зерновой состав керамзитового заполнителя: Таблица 8
Особое внимание следует уделять чистоте заполнителя. Наличие в заполнителе включений известняка, доломита, гранита и др. не допускается. Заполнители для жаростойкого бетона, получаемые кратковременным обжигом природных пород (перлит и вермикулит), не должны содержать недовспученных зерен. Расчет состава жаростойкого бетона Для расчета определяют: активность цемента; количество частиц менее 0,14 мм в мелком заполнителе; кажущуюся плотность заполнителя (плотность в куске); оптимальную насыпную плотность смеси мелкого и крупного заполнителей (без зерен мельче 0,14 мм) ; плотность материала. Усредненные характеристики заполнителей, которые можно использовать только для расчета ориентировочного расхода материалов, приведены в таблице. Для получения более точных данных необходимо определять опытным путем насыпную плотность и водопоглощение. Расход смеси мелкого и крупного заполнителей Р3, кг на 1 м3 бетонной смеси, определяется по формуле Р3 = 1000/( + ) (1) где Киз - коэффициент избытка вяжущего теста; - кажущаяся плотность заполнителей, г/см3 - насыпная плотность заполнителей, г/см3, - пустотность заполнителя. б = 1-сЗ/ сЗ.К. (2) Коэффициент избытка вяжущего теста Киз является одной из важнейших величин, обеспечивающих заданную удобоукладываемость бетонной смеси и влияющих на прочностные характеристики жаростойких бетонов. Для жаростойких бетонов на жидком стекле коэффициент избытка определен экспериментальным путем и составляет 1,5. Для жаростойких бетонов на цементных вяжущих для определения коэффициента избытка устанавливают водовяжущее отношение В/Вв, необходимое для обеспечения заданной прочности бетона, по формуле В/ВВ = nAB/(R+ l,3nAB) (3) где n коэффициент качества заполнителя (см. таблицу) ; R - контрольная прочность на сжатие, МПа; АB - активность вяжущего (0,5-0,75 АЦ). АВ = АЦ/(1+д) (4) где АЦ - активность цемента, МПа; д - количество тонкомолотой добавки в частях массы цемента. Коэффициент избытка вяжущего теста определяют по формуле lgKИЗ = 0,64 - B/BBlgЗy (5) где у - удобоукладываемость бетонной смеси, с. Расход смеси мелкого и крупного заполнителей (сумма объемов) на 1 м3 бетонной смеси находится в пределах 0,9 -1,4 м3. Для тяжелых и облегченных бетонов расход заполнителя составляет 0,9 1,1 м3 , для легких - 1 - 1,4 м3.
Примечание. Коэффициент n является эмпирическим и учитывает влияние вида и прочности заполнителя на прочность бетона Расход мелкого РЗ.М и крупного - РЗ.К заполнителей для бетона на цементных вяжущих определяют по формуле РЗ.М = РЗ.К = РЗ/2 (6) где РЗ - см. формулу (1). Расход мелкого и крупного заполнителей для бетона на жидком стекле определяют по формулам: РЗ.К = РЗ/1,65 (7) РЗ.М = РЗ - РЗ.К (8) Расход глиноземистого и высокоглиноземистого цементов и шлакопортландцемента вычисляют по формуле РЦ = (1000 - РЗ/сЗ.К)/(0,33 + В/ВВ) (9) где РЗ, сЗ.К - см. формулу (1). Количество глиноземистого и высокоглиноземистого цементов и шлакопортландцемента на 1 м3 тяжелых и облегченных бетонов составляет 400-600 кг, легких - 200-350 кг. Расход портландцемента РЦ, кг, и тонкомолотой добавки РД, кг, для бетонов на портландцементе вычисляют по формулам: РЦ = (1000 - сЗ/ сЗ.К/ 0,33 + д/сД + (1 + д)·В/ВВ (10) PД = РЦ · д (11) где РЗ; сЗ.К - см. формулу (1), д - см. формулу (4), сД - плотность тонкомолотой добавки, г/см3. Количество портландцемента на 1 м3 тяжелых и облегченных бетонов составляет 300-500 кг, легких 200-350 кг. Количество тонкомолотой добавки всех видов (кроме силикат-глыбы) в жаростойком бетоне на портландцементе составляет 0,3 частей по массе, силикат-глыбы - 0,1 частей по массе цемента. Расход воды РВ, кг (л), на 1 м3 бетонной смеси на цементных вяжущих определяют по формуле РВ = PЗW/100 + (РЦ + РД) В/ВВ (12) где РЗ - см. формулу (1); W - водопоглощение заполнителя, %; РЦ - см. формулу (9); РД - см. формулу (11). Расход жидкого стекла вычисляют по формуле РС.Ж = РЗ б сЗ.Ж (КИЗ - 0,3)/ сЗ (13) где РЗ, б, КИЗ, сЗ - см. формулу (1); сЗ.Ж - плотность жидкого стекла, г/см3. Расход тонкомолотой добавки определяют по формуле РД = 0,6VС.Ж·сД (14) где VС.Ж - объем жидкого стекла, который вычисляется по формуле (15) VС.Ж = РС.Ж/сС.Ж (15) где сД - плотность материала, из которого изготовлена тонкомолотая добавка, г/см3 Расход отвердителя РО зависит от расхода жидкого стекла по массе и составляет: для кремнефтористого натрия - 0,1-0,12 частей по массе для бетонов со всеми тонкомолотыми добавками (кроме магнезита) и бетона с тонкомолотым магнезитом - 0,08-0,1 частей по массе. Для нефелинового шлама, саморассыпающегося шлака со всеми (кроме магнезита) тонкомолотыми добавками - 0,3 частей по массе с тонкомолотой добавкой из магнезита - 0,12 частей по массе. Ориентировочно количество жидкого стекла на 1 м3 бетона составляет 250-400 кг. Список использованной литературы 1. Пособие к СНИП 3.09.01 3.03.01 2. Технология бетонов. Учебник Ю. М. Бженов - М.: издательство АСВ, 2002. |
РЕКЛАМА
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА | ||
© 2010 |