Составы огнестойких ячеистых бетонов разработаны на основе целого комплекса промышленных алюминатных отходов.  Их характеристики не уступают традиционным дефицитным легковесным жаростойким материалам с температурой применения от 600 до 1200 оС.

Получен целый класс огнестойких ячеистых бетонов на традиционных цементах с добавками муллитокремнеземистых, алюминатных шлаков — вторичных продуктов ряда промышленных производств, твердеющих в нормальных условиях при невысоких температурах и гидротермальной обработке.

Соотношение сырьевых компонентов определяется требованиями состава и условиями формования широко известных методов массового производства ячеистых бетонов.

Так, еще в НИИЖБ в 1948 г. К. Д. Некрасовым и М. Я. Кривицким был получен автоклавный жароупорный пенобетон, выдерживающий воздействие температуры до 700 0С. Затем — жаростойкий газобетон автоклавного и неавтоклавного твердения с температурой применения до 800 0С. При этом в качестве вяжущего использовался портландцемент с тонкомолотыми добавками на основе вторичных промпродуктов.

 К. Д. Некрасову, А. П. Тарасовой и В. А. Жи-лину удалось получить газобетон с температурой применения до 1000 0С  с вяжущим — на основе силикат-глыбы. Дальнейшее повышение температуры применения жаростойкого газобетона до 1 200 и 1 400 0С было осуществлено А. П. Карповой на вяжущем с использованием глиноземистого и высокоглиноземистого цементов.

В период 1977–1980 гг. в НИИЖБ совместно с ВНИИСтром  продолжены работы по созданию жаростойкого газобетона. Задачей уже этих работ было улучшение физико-механических свойств, а также отработка технологии изготовления жаростойкого газобетона в опытно-промышленных условиях.

Одновременно началась работа по получению составов жаростойкого пенобетона с плотностью 600–800 кг/куб. м и температурой применения 800–900 0С. В итоге оказалось, что жаростойкие ячеистые бетоны могут быть изготовлены с предельно допустимой температурой применения от 900 до 1 400 0С.

Разработанные составы жаростойких бетонов ячеистой структуры на портландцементе и глиноземистом цементе были получены в промышленных условиях и опробированы в условиях эксплуатации в качестве футеровки для тепловых агрегатов ряда металлургических агрегатов в Москве. Осуществился и выпуск опытно-промышленной партии жаростойкого газобетона на основе силикат-глыбы на существующем оборудовании завода для выпуска обычного ячеистого бетона. Изготовленная партия изделий жаростойкого газобетона на силикат-глыбе была применена на Карагандинском металлургическом комбинате(КМК) в виде блоков для теплоизоляционного слоя с эксплуатационной температурой 1 100–1 200 0С при возведении задней стены и свода боковых стен методической печи стана 400 сортопрокатного производства КМК. Жаростойкий газобетон на высокоглиноземистом цементе изготавливался на опытном заводе ВНИИСтрома, а эксплуатационные его свойства были проверены на печах завода «Серп и Молот»  (Москва) и в кузнечно-прессовом цехе филиала ЗИЛ (г. Рязань).

Специалистами Березовского комбината строительных изделий совместно с Б. О. Багровым были осуществлены работы по получению жаростойких ячеистых бетонов на шлакощелочном вяжущем с температурой применения до 600 0С, а в течение 1975–1977 гг.выпущена опытно-промышленная партия изделий.

В дальнейшем применение шлакощелочного вяжущего очень эффективно расширялось, в том числе на основе алюмо- и кремнезолей, для изготовления жаростойких ячеистых бетонов, поскольку основные компоненты вяжущего — доменные гранулированные шлаки, шлаки цветной металлургии и золы стали — это попутные продукты основного технологического процесса. Удельные капвложения в производство гранулированного шлака в 10–15 раз меньше, а при помоле — в 2–3 раза, чем у цемента. Имеются значительные резервы для увеличения выхода гранулированных шлаков, поскольку еще от 30 до 50% от общего выхода шлаков сливаются в отвалы.  Довольно значительная часть гранулированных шлаков расходуется нерационально — в качестве различных засыпок, заполнителей для бетонов и низкомарочных вяжущих.

Самым дефицитным компонентом шлакощелочного вяжущего является щелочной компонент, но расход щелочного компонента в шлакощелочных ячеистых бетонах не превышает 2–6% от массы сухих компонентов смеси. Кроме того, в качестве щелочного компонента в производстве этого материала могут быть использованы попутные продукты ряда химических производств.

Дальнейшие исследования в этой области показали, что соединения цеолитовой структуры этого вяжущего дегидратируются без разрушения своего алюмосиликатного каркаса даже при температурах 900–1 000 0С в зависимости от размера катиона щелочного металла и соотношения SiO2/Al2O3.

Использование в качестве связки модифицированных кремне- и алюмозолей в незначительных концентрациях (супертонкого муллитокремнеземистого волокна, поризованного соответствующим образом) позволило получить ячеистый бетон плотностью 200–250 кг/куб. м с температурой применения 1 100–1 200 0С.

Рис. 1-4

   
Рис. 5,6
 
На рисунках 1–6 четко видно, что межпоровая перегородка обычного ячеистого бетона (Х300), получившая трещину при температуре 600 0С (рис. 1), уже избавляется от таких дефектов (рис. 2–3) при соответствующих добавках и выдерживает до50 воздушных теплосмен при плотности 510 кг/куб. м.

На рисунках 4 и 5 приведены микрофотографии ячеистого бетона (Х6 000), прошедшего 35 воздушных теплосмен при температуре 900 0С. Видна четкая перекристаллизация структуры и отсутствие микротрещин.

На рисунке 6 показан момент монтажа штучного изделия сегмента из шлакощелочного ячеистого бетона на трубопроводе высокого давления.

Следовательно, используя доступные материалы (включая отходы промышленности) и традиционные ячеистобетонные технологии, внутренний рынок может быть быстро насыщен качественным жаростойким ячеистым бетоном.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента и газобетона можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок цемента в России» и «Рынок газобетона автоклавного и неавтоклавного способов твердения в России».

www.Newchemistry.ru