Лабораторные и промышленные испытания жароупорных бетонов

Лабораторные и промышленные испытания  жароупорных бетонов

Один из способов получения жароупорных бетонов с высокими температурами его применения (до 1900°) заключается в использовании фосфатных связок.

В настоящее время в некоторых зарубежных странах разработаны и внедряются в производство жароупорные бетоны на фосфатных связках для температур применения до 1900°.

Наибольший интерес представляют алюмофосфатные связки, состоящие из смеси гидроокиси алюминия с фосфорной, или ортофосфорной кислотой.

При этом необходимо отметить, что из всех разновидностей гидрата окиси алюминия, по-видимому, только байерит обладает свойством схватываться при (комнатных температурах при затворении ортофосфорной кислотой. Однако я можно получать алюмофосфатную связку, схватывающуюся при комнатных температурах и из неактивного гидрата глинозема путем введения 85%-ной фосфорной кислоты,  1% фтористого аммония в сочетании с 0,1% ингибитора  родин-78.

В качестве заполнителя в таком бетоне можно применить корунд, электрокорунд или муллит. Также доказана возможность получения фосфатных связок с цирконием, бериллием и карборундом.

Лабораторные и промышленные испытания жароупорных бетонов на алюмофосфатной связке показали, что они  выдерживают воздействие резких тепловых ударов не хуже, чем шамотный огнеупор, а по сопротивляемости истирающему воздействию во много раз превосходят лучшие штучные огнеупоры.

В настоящее время в Институте бетона и железобетона АСиА исследуются составы жароупорных бетонов на фосфатной связке. Изыскиваются ингибиторы с целью получения состава бетона, твердеющего при комнатных температурах.

В результате проведенных исследований разработаны составы легких жароупорных теплоизоляционных бетонов объемным весом 600-1000 кг/м3 и конструктивных неармированных бетонов объемным весом 1200-1400 кг/м3 с применением жидкого стекла или портландцемента в качестве вяжущего и керамзита и вермикулита в качестве заполнителя.

Легкие жароупорные бетоны на жидком стекле могут применяться при температурах не выше 800°, а на портландцементе — 1000°.

Жароупорный железобетон представляет собой сочетание жароупорного бетона и арматуры, расположенной в толще бетона и монолитно связанной с ним. Арматура в виде отдельных стержней или каркаса располагается с наружной, менее нагретой поверхности ограждающей конструкции. От неравномерного нагрева по толщине элемента в нем возникают на внутренней поверхности сжимающие напряжения, которые воспринимаются бетоном, и на наружной, менее нагретой поверхности — растягивающие напряжения, которые воспринимаются арматурой.

Применение жароупорного железобетона в конструкциях тепловых агрегатов нельзя рассматривать как простую замену штучного огнеупора, находящегося в металлическом каркасе, бетоном. Конструкции из жароупорного железобетона принципиально отличаются от старых решений системы футеровка-кожух.

Используя высокую прочность жароупорного бетона на сжатие и работу арматуры на растяжение, работники института создают новые формы более экономичных и простых конструкций тепловых агрегатов. Проведены теоретические и экспериментальные исследования по разработке методов расчета и общих принципов проектирования конструкций тепловых агрегатов из жароупорного железобетона. Были получены данные по прочности бетона на сжатие, модулям упругости и упруго пластичности, температурным расширению и усадке жароупорных бетонов на портландцементе; глиноземистом цементе и жидком стекле с различными заполнителями при кратковременном, длительном и повторном воздействиях высоких температур.

Была экспериментально изучена работа изгибаемых элементов при воздействии неравномерного нагрева; внецентреннорастянутых и внецентренносжатых элементов при одновременном действии неравномерного нагрева и внешней нагрузки; круглых и прямоугольных плит, работающих в условиях большого перепада температур от центра к их краям: труб, сводов, бетонов, куполов и П-образных трехшарнирных рам, находящихся в условиях воздействия высокой температуры и нагрузки. Проведенные исследования позволили экспериментально установить зависимости деформаций и напряжений от температуры, которые с достаточной ясностью характеризуют работу жароупорных железобетонных конструкций в условиях высоких температур и вытекающие отсюда особенности и новизну принципов их расчета и проектирования.

На основе теории жесткости и трещиностойкости железобетона проф. В. И. Мурашева разработаны методы расчета, которые впервые в практике печестроения позволяют производить расчеты промышленных печей, а также и других тепловых агрегатов.

Новизна и особенности расчета и проектирования жароупорных железобетонных конструкций обусловливаются наличием больших температурных перепадов между внутренней и наружной поверхностями, достигающих 500- 1000°. Чтобы напряжения в конструкции не превышали расчетных значений, разработаны специальные конструктивные приемы, компенсирующие температурные деформации и обеспечивающие надежную работу теплового агрегата.

Расчет жароупорных железобетонных конструкций тепловых агрегатов ведется по предельным состояниям: 1) по несущей  способности   (прочности);   2) по  деформациям, (жесткости) и 3) по раскрытию трещин.

Основной задачей является разработка таких конструктивных решений, тепловых агрегатов из жароупорного железобетона, которые давали бы возможность на основании аналитического расчета упростить конструкцию, сделать ее более экономичной, повысить срок службы и возведение их производить индустриальными методами.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.