Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Podobne dokumenty
Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Wpływ składu fazowego cementu glinowego na właściwości betonów ogniotrwałych

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) Prefabrykat betonowy ogniotrwały i sposób wytwarzania prefabrykatu betonowego ogniotrwałego.

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 097

Badania porównawcze suszenia mikrofalowego i suszenia konwencjonalnego betonu ogniotrwałego

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

KONWENCJONALNY BETON OGNIOTRWAŁY REFRACTORY CASTABLE

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 097

PRACE. Instytutu Ceramiki i Materia³ów Budowlanych. Nr 6. Scientific Works of Institute of Ceramics and Construction Materials ISSN

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

METODY BADAŃ I KRYTERIA ZGODNOŚCI DLA WŁÓKIEN DO BETONU DOŚWIADCZENIA Z BADAŃ LABORATORYJNYCH

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Technologia ceramiki: -zaawansowanej -ogniotrwałej Jerzy Lis, Dariusz Kata Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

ZASTOSOWANIE POPIOŁÓW LOTNYCH Z WĘGLA BRUNATNEGO DO WZMACNIANIA NASYPÓW DROGOWYCH

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 687

ĆWICZENIE. Wpływ nano- i mikroproszków na udział wody związanej przez składniki hydrauliczne ogniotrwałych cementów glinowych

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Plan postępowań o udzielenie zamówień na roboty budowlane 2019 r. Przewidywany tryb lub inna procedura. Tryb przetargu nieograniczonego

Materiały Ogniotrwałe

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 687

Wpływ dodatku zeolitu na temperaturę zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Wpływ popiołów lotnych krzemionkowych kategorii S na wybrane właściwości kompozytów cementowych

Materiały Ogniotrwałe

PRACE. Instytutu Szk³a, Ceramiki Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych. Nr 5

KRUSZYWA WAPIENNE ZASTOSOWANIE W PRODUKCJI BETONU TOWAROWEGO I ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

PRACE. Instytutu Ceramiki i Materia³ów Budowlanych. Nr 6. Scientific Works of Institute of Ceramics and Construction Materials ISSN

PRACE. Instytutu Ceramiki i Materia³ów Budowlanych. Nr 7. Scientific Works of Institute of Ceramics and Construction Materials ISSN

ODPORNOŚĆ BETONÓW SAMOZAGĘSZCZALNYCH NA BAZIE CEMENTU ŻUŻLOWEGO (CEM III) NA DZIAŁANIE ŚRODOWISK ZAWIERAJĄCYCH JONY CHLORKOWE

Ogniotrwała ceramika, charakterystyka materiałów, a współczesne wymagania

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CEMENTU GLINOWEGO

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 687

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I ARCHITEKTURY KATEDRA KONSTRUKCJI ŻELBETOWYCH I TECHNOLOGII BETONU

Poznajemy rodzaje betonu

Popiół lotny jako dodatek typu II w składzie betonu str. 1 A8. Rys. 1. Stosowanie koncepcji współczynnika k wg PN-EN 206 0,4

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON ADMIX

SKRÓCONY OPIS PROGRAMU NA ROK 2019

Materia y monolityczne do zastosowa w metalurgii cynku i o owiu

Badanie wpływu dodatku modyfikatorów na właściwości mechaniczne i termiczne wysokoglinowego tworzywa odpornego na szoki termiczne

Możliwości zastosowania fluidalnych popiołów lotnych do produkcji ABK

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO SCOPE OF ACCREDITATION FOR TESTING LABORATORY Nr/No AB 687

WPŁYW DOMIESZEK NAPOWIETRZAJĄCYCH NA WYBRANE PARAMETRY MIESZANKI BETONOWEJ I BETONU

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON ADMIX

Plan postępowań o udzielenie zamówień na roboty budowlane

A. PATEJUK 1 Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej WAT Warszawa ul. S. Kaliskiego 2, Warszawa

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Wpływ mikrocementu na parametry zaczynu i kamienia cementowego

Wskaźniki aktywności K28 i K90 popiołów lotnych krzemionkowych o miałkości kategorii S dla różnych normowych cementów portlandzkich

Materiały Ogniotrwałe

C O N S T R U C T I O N

Informacja towarzysząca znakowaniu CE kruszywa lekkiego pollytag.

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji kruszyw lekkich

Nowe tworzywa ogniotrwałe dla procesów przetwórczych aluminium

EDF POLSKA R&D EDF EKOSERWIS

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 687

Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA

WŁAŚCIWOŚCI KRUSZYW LEKKICH MODYFIKOWANYCH ZUśYTYMI ADSORBENTAMI

WyŜsza Szkoła InŜynierii Dentystycznej im. prof. Meissnera

ZALETY STOSOWANIA KRZEMIONKI AMORFICZNEJ PRZY PROWADZENIU REMONTÓW MASYWU CERAMICZNEGO BATERII KOKSOWNICZEJ

PRACE. Instytutu Szk³a, Ceramiki Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych. Nr 5

WPŁYW RODZAJU MASY OSŁANIAJĄCEJ NA STRUKTURĘ, WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I ODLEWNICZE STOPU Remanium CSe

σ c wytrzymałość mechaniczna, tzn. krytyczna wartość naprężenia, zapoczątkowująca pękanie

PROJEKTOWANIE SKŁADU BETONÓW Z DODATKIEM POPIOŁÓW LOTNYCH ORAZ ICH WPŁYW NA TEMPO PRZYROSTU WYTRZYMAŁOŚCI

WYKONYWANIE BETONU W WARUNKACH OBNIŻONYCH TEMPERATUR Z ZASTOSOWANIEM DOMIESZEK CHEMICZNYCH

PRACE. Instytutu Ceramiki i Materia³ów Budowlanych. Nr 6. Scientific Works of Institute of Ceramics and Construction Materials ISSN

Mgr inż. Paweł Trybalski Dział Doradztwa Technicznego, Grupa Ożarów S.A. Olsztyn

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 21/12

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

Temat: kruszyw Oznaczanie kształtu ziarn. pomocą wskaźnika płaskości Norma: PN-EN 933-3:2012 Badania geometrycznych właściwości

Wp yw rodzaju surowców magnezjowych na w a ciwo ci zyczne i termomechaniczne betonów zasadowych

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Raport z badań betonu zbrojonego włóknami pochodzącymi z recyklingu opon

Krzemionkowe wyroby ogniotrwałe stosowane do budowy pieców koksowniczych

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 02/10

Wpływ warunków hydratacji cementu glinowego na własności betonu

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON ADMIX

Zastosowanie cementów hutniczych w betonach specjalnych The application of blustfurnace slag cements in special concretes

Materiały budowlane : spoiwa, kruszywa, zaprawy, betony : ćwiczenia laboratoryjne / ElŜbieta Gantner, Wojciech Chojczak. Warszawa, 2013.

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 24/14

WYKORZYSTANIE ODPADOWYCH POPIOŁÓW LOTNYCH DO WYTWARZANIA BETONU JAKO ELEMENT BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

Właściwości tworzyw autoklawizowanych otrzymanych z udziałem popiołów dennych

MODYFIKACJA SILUMINU AK20 DODATKAMI ZŁOŻONYMI

PL B1. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica,Kraków,PL BUP 15/06

PL B1. POLWAX SPÓŁKA AKCYJNA, Jasło, PL BUP 21/12. IZABELA ROBAK, Chorzów, PL GRZEGORZ KUBOSZ, Czechowice-Dziedzice, PL

Dr inż. L. Mandecka-Kamień 1, Prof. dr hab. inż. W. Kurdowski Introduction. 1. Wstęp. 2. Wyniki doświadczeń. 2. Experimental results

Acta Sci. Pol., Technica Agraria 13(1-2) 2014, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 06/18

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 21/10. MARCIN ŚRODA, Kraków, PL

POPIÓŁ LOTNY SKŁADNIKIEM BETONU MASYWNEGO NA FUNDAMENTY NOWYCH BLOKÓW ENERGETYCZNYCH

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 06/18

WSTĘPNA ANALIZA MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA ODPADÓW CERAMIKI SANITARNEJ JAKO KRUSZYWA DO BETONÓW PRACUJĄCYCH W WYSOKICH TEMPERATURACH

Transkrypt:

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych Scientific Works of Institute of Ceramics and Building Materials Nr 12 ISSN 1899-3230 Rok VI Warszawa Opole 2013

IZABELA MAJCHROWICZ * JÓZEF BARAŃSKI ** Słowa kluczowe: beton ogniotrwały, mikrokrzemionka, wytrzymałość, właściwości fizyczne, ogniotrwałość. Przeprowadzono wstępne badania dotyczące wpływu zawartości mikrokrzemionki w składzie niskocementowego wysokoglinowego betonu ogniotrwałego na jego właściwości fizyczne, mechaniczne i termomechaniczne. Wykonano próbki betonu zawierające 0, 3, 7 i 10% mas. mikrokrzemionki. Oznaczono ilość wody zarobowej, gęstość pozorną, porowatość otwartą, wytrzymałość na ściskanie w temperaturze pokojowej, wytrzymałość na zginanie w temperaturze 1450 C i ogniotrwałość pod obciążeniem próbek. Badania wykazały, że zwiększenie zawartości mikrokrzemionki prowadziło do obniżenia wody zarobowej w mieszance betonowej i do poprawy właściwości surowych próbek. Natomiast w przypadku próbek wysuszonych i wypalonych obserwowano zwiększenie wytrzymałości na ściskanie i gęstości pozornej oraz obniżenie porowatości otwartej wraz ze zwiększeniem zawartości mikrokrzemionki do 3 7% mas. Dalsze zwiększenie ilości mikrokrzemionki w składzie próbek powodowało pogorszenie tych parametrów. Stwierdzono ponadto, że zwiększenie ilości dodatku mikrokrzemionki prowadziło do zwiększenia wytrzymałości na zginanie w temperaturze 1450 C i ogniotrwałości pod obciążeniem próbek betonu. Początki technologii betonów niskocementowych sięgają 1962 r. Nie znalazły one jednak zastosowania ze względu na niską czystość cementu, obniżającą właściwości użytkowe materiału. Zaczęto betony stosować dopiero w 1974 r. wraz * Inż., Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Warszawie, Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach. ** Mgr inż., Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Warszawie, Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach.

52 IZABELA MAJCHROWICZ, JÓZEF BARAŃSKI z wprowadzeniem na rynek cementów glinowych o obniżonej zawartości zanieczyszczeń. Betony niskocementowe składają się z kruszywa i osnowy. Jako kruszywo stosuje się szeroki wachlarz surowców, w zależności od przeznaczenia betonu. Mogą to być: palonka szamotowa, andaluzyt, boksyt, korund, węglik krzemu, spinel glinowo-magnezowy, magnezyt itp. Osnowa betonu niskocementowego zawiera oprócz cementu glinowego (w ilości ok. 5% mas.) aktywne proszki tlenku glinu i krzemionki. Mikrokrzemionka stanowi produkt odpadowy w produkcji żelazokrzemu i krzemu metalicznego. Ma ona postać drobnego proszku od białej do ciemnoszarej barwy, co wskazuje na zawartość węgla. Cząstki mikrokrzemionki posiadają okrągły kształt i wielkość w granicach 0,02 0,45 μm. Powierzchnia właściwa proszku wynosi 15 25 m 2 /g, a jego gęstość nasypowa waha się w zakresie 150 250 kg/m 3 [1]. Mikrokrzemionka odgrywa dużą rolę w betonach niskocementowych. Ultradrobne cząstki mikrokrzemionki stosowane są do osnowy betonów celem zapełnienia pustek pomiędzy kruszywem. Redukują one zawartość wody zarobowej w betonach i zwiększają ich gęstość. Dodatek mikrokrzemionki powoduje także wzrost wytrzymałości betonu, dzięki jej pucolanowej naturze w reakcji z wodą tworzy ona hydraty [2]. Z kolei dodatek aktywnego proszku tlenku glinu do osnowy betonu niskocementowego zwiększa jego ogniotrwałość pod obciążeniem i zmniejsza skłonność do pękania w trakcie suszenia [3]. Celem pracy było określenie wpływu zawartości mikrokrzemionki na właściwości niskocementowego wysokoglinowego betonu ogniotrwałego. Badania przeprowadzono na próbkach niskocementowego betonu boksytowego. Jako surowce wykorzystano kalcynowany boksyt, aktywny tlenek glinu, cement glinowy oraz mikrokrzemionkę w ilości 0, 3, 7 i 10% mas. Skład chemiczny surowców przedstawiono w tabeli 1. T a b e l a 1 Skład chemiczny surowców Skład chemiczny [%] Al 2 O 3 SiO 2 CaO Fe 2 O 3 TiO 2 Na 2 O Kalcynowany boksyt 87,33 0,23 1,46 3,67 0,21 Aktywny tlenek glinu 99,70 0,03 0,03 0,03 0,12 Mikrokrzemionka 0,4 97,2 0,1 0,1 0,2 Cement glinowy 70,0 0,4 29,0 0,2

ZWIĄZEK POMIĘDZY WŁAŚCIWOŚCIAMI NISKOCEMENTOWEGO WYSOKOGLINOWEGO... 53 Próbki betonów (wielkość jednorazowej mieszanki 8 kg) przygotowano według normy PN-EN 1402-5: 2003 Nieformowane wyroby ogniotrwałe. Część 5: Przygotowanie i obróbka próbek do badań. Zgodnie z tą normą surowce mieszano na sucho w mieszarce laboratoryjnej typu RN20MK1 przez 30 sekund, a następnie z wodą przez 4 minuty. Próbki formowano przez odlewanie do formy drewnianej. Wymiary próbek wynosiły 230 x 64 x 64 mm (półprostki). Po zaformowaniu próbek przechowywano formę z próbkami w worku foliowym. Po 24 godzinach wyjęto próbki z formy i przechowywano przez kolejne 24 godziny w tych samych warunkach. Następnie próbki suszono w temperaturze 110ºC przez 24 godziny i wypalano przez 5 godzin w temperaturze 1500ºC. W celu przeprowadzenia badań półprostki pocięto na kostki o wymiarach 64 x 64 x 64 mm. Następnie wykonano oznaczenia gęstości pozornej i porowatości otwartej metodą Archimedesa oraz wytrzymałości na ściskanie zgodnie z normą PN-EN ISO 8895: 2007. Zbadano również wytrzymałość na zginanie w temperaturze 1450ºC (wg PN-EN 993-7: 2001) oraz ogniotrwałość pod obciążeniem próbek metodą różnicową (wg PN-EN 993-8: 1999). Na rycinie 1 przedstawiono ilość wody zarobowej w mieszankach betonowych w funkcji dodatku mikrokrzemionki. 10 9 ilość wody zarobowej [%] 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 zawartość mikrokrzemionki [%] Ryc. 1. Ilość wody zarobowej w mieszankach betonowych w funkcji dodatku mikrokrzemionki

54 IZABELA MAJCHROWICZ, JÓZEF BARAŃSKI Z ryciny 1 wynika wyraźnie, że zwiększenie ilości mikrokrzemionki w mieszance betonowej prowadziło do obniżenia ilości wody zarobowej. W trakcie formowania badanych mieszanek przez wibrowanie zaobserwowano, że mieszanka niezawierająca mikrokrzemionki w swoim składzie (próbka B0) charakteryzowała się bardzo niską urabialnością. Jednakże już niewielki dodatek mikrokrzemionki w ilości 3% (mieszanina B3) znacznie obniżył zawartość wody zarobowej (z 11 do 7,5%), poprawiając także urabialność mieszanki betonowej. Dalsze zwiększanie zawartości mikrokrzemionki w mieszance obniżało zawartość wody zarobowej, z tym że stopień tego zmniejszenia nie był już tak znaczny. Mieszanka betonowa zawierająca 10% mikrokrzemionki, co prawda, posiadała zdolność formowania, ale była ona bardzo lepka. Na rycinie 2 zobrazowano wytrzymałość po wiązaniu, suszeniu i po wypaleniu betonu niskocementowego w zależności od zawartości mikrokrzemionki. 90 80 70 wytrzymałość na ściskanie [MPa] 60 50 40 30 20 na surowo po suszeniu po wypaleniu 10 0 0 3 7 10 zawartość mikrokrzemionki [% mas.] Ryc. 2. Wytrzymałość na ściskanie betonu na surowo, po suszeniu i wypaleniu w zależności od zawartości mikrokrzemionki Próbki betonu ogniotrwałego niezawierającego w swoim składzie mikrokrzemionki charakteryzowały się bardzo niską wytrzymałością na ściskanie (3,3 MPa po wiązaniu, 6,3 MPa po suszeniu i 33,4 MPa po wypaleniu). Wraz z dodatkiem mikrokrzemionki w ilości 3% mas., wytrzymałość betonu uległa znacznej poprawie o ok. 30 MPa dla betonów wysuszonych i aż 50 MPa dla betonów wypalonych. Dalsze zwiększenie dodatku mikrokrzemionki (do 7% mas.) powodowało obniżenie wytrzymałości betonu wypalonego, natomiast w przypadku betonu po wiązaniu i po suszeniu, wytrzymałość na ściskanie ule-

ZWIĄZEK POMIĘDZY WŁAŚCIWOŚCIAMI NISKOCEMENTOWEGO WYSOKOGLINOWEGO... 55 gła poprawie. Zwiększenie dodatku mikrokrzemionki do 10% mas. zwiększyło nieznacznie wytrzymałość na ściskanie betonu po wiązaniu, ale zmniejszyło wytrzymałość betonu wysuszonego. Zwiększenie wytrzymałości na ściskanie betonów po wiązaniu i suszeniu, wraz ze zwiększeniem dodatku mikrokrzemionki, związane było prawdopodobnie z obniżeniem zawartości wody zarobowej i z reaktywnością mikrokrzemionki. Natomiast przyczyna gwałtownego zmniejszenia się wytrzymałości wysuszonego betonu zawierającego 10% mas. mikrokrzemionki nie jest jeszcze dokładnie znana. Kwestia ta będzie przedmiotem dalszych badań. Największą wartość wytrzymałości na ściskanie wypalonych betonów zaobserwowano przy 3% mas. dodatku mikrokrzemionki. Związane to było prawdopodobnie z powstaniem mullitu (3Al 2 O 3 2SiO 2 ) w reakcji krzemionki i aktywnego tlenku glinu, jak wykazano to w [4 i 5]. Przy większym dodatku krzemionki w osnowie betonu następowało pogorszenie jego wytrzymałości na ściskanie, co łączyło się ze zmniejszeniem gęstości pozornej i zwiększeniem porowatości otwartej. To z kolei mogło być wynikiem rozszerzalności towarzyszącej krystalizacji nadmiaru mikrokrzemionki w β-krystobalit, co wykazał Shikano i in. [6]. Na rycinach 3 i 4 przedstawiono zależność gęstości pozornej i porowatości otwartej betonów po wiązaniu, suszeniu i po wypaleniu od dodatku mikrokrzemionki. 3,1 3 gęstość pozorna [g/cm] 3 2,9 2,8 2,7 2,6 na surowo po suszeniu po wypaleniu 2,5 2,4 0 3 7 10 zawartość mikrokrzemionki [% mas.] Ryc. 3. Zależność gęstości pozornej betonu na surowo, po suszeniu i po wypaleniu od zawartości mikrokrzemionki

56 IZABELA MAJCHROWICZ, JÓZEF BARAŃSKI 35 30 porowatość otwarta [%] 25 20 15 10 na surowo po suszeniu po wypaleniu 5 0 0 3 7 10 zawartość mikrokrzemionki [% mas.] Ryc. 4. Zależność porowatości otwartej betonu na surowo, po suszeniu i po wypaleniu od zawartości mikrokrzemionki Analizując ryciny 3 4, widoczny jest wpływ zawartości mikrokrzemionki w betonie niskocementowym na jego gęstość pozorną i porowatość otwartą. Kształtowanie się tych zależności pokrywa się z przebiegiem zależności wytrzymałości na ściskanie betonu od zawartości mikrokrzemionki betony o większej gęstości pozornej i mniejszej porowatości otwartej charakteryzowały się większą wytrzymałością na ściskanie. W przypadku betonów surowych zaobserwowano zwiększenie gęstości pozornej i zmniejszenie porowatości otwartej wraz ze zwiększeniem zawartości mikrokrzemionki. Spowodowane to było zagęszczeniem struktury materiału prawdopodobnie przez powstający żel krzemionkowy. Z kolei w betonach wysuszonych i wypalonych, badania wykazały poprawę parametrów wraz ze zwiększeniem zawartości krzemionki, jednakże przy dodatku 10% mikrokrzemionki doszło do wyraźnego obniżenia gęstości pozornej i zwiększenia porowatości otwartej. Przyczyna pogorszenia się gęstości pozornej i porowatości otwartej przy takiej zawartości mikrokrzemionki nie jest znana i stanowić będzie przedmiot dalszych analiz. Na rycinach 5 i 6 przedstawiono właściwości wysokotemperaturowe betonu niskocementowego w zależności od zawartości mikrokrzemionki.

ZWIĄZEK POMIĘDZY WŁAŚCIWOŚCIAMI NISKOCEMENTOWEGO WYSOKOGLINOWEGO... 57 2,5 wytrzymałość na zginanie w 1450 o C [MPa] 2 1,5 1 0,5 0 0 3 7 10 zawartość mikrokrzemionki [% mas.] Ryc. 5. Zależność wytrzymałości na zginanie betonu w temperaturze 1450ºC od zawartości mikrokrzemionki 1600 1400 ogniotrwałość pod obciążeniem [ o C] 1200 1000 800 600 400 200 t 0,6 t 4 t 10 0 0 3 7 10 zawartość mikrokrzemionki [% mas.] Ryc. 6. Zależność ogniotrwałości pod obciążeniem betonu od zawartości mikrokrzemionki Z rycin 5 i 6 wynika, że zwiększenie dodatku mikrokrzemionki zwiększało wytrzymałość na zginanie betonu w temperaturze 1450ºC i jego ogniotrwałość pod obciążeniem.

58 IZABELA MAJCHROWICZ, JÓZEF BARAŃSKI W niskocementowych betonach ogniotrwałych, zawierających w osnowie oprócz cementu glinowego także mikrokrzemionkę i tlenek glinu, w temperaturze 1400ºC może występować stabilna, lepka faza ciekła składająca się z SiO 2, Al 2 O 3 i CaO, jak to wykazano w [7]. Z tej fazy ciekłej może krystalizować mullit, w związku z tym następuje wzmocnienie struktury materiału, a skład fazy ciekłej zmienia się, tzn. zwiększyła się zawartość anortytu i krzemionki. Zwiększenie mikrokrzemionki w składzie betonu ogniotrwałego powoduje zwiększenie jej zawartości w powstałej fazie ciekłej, prowadzi to do zwiększenia lepkości fazy ciekłej w temperaturze 1450 C, co może tłumaczyć poprawę właściwości wysokotemperaturowych betonu. Badano wpływ zawartości mikrokrzemionki w niskocementowym boksytowym betonie ogniotrwałym na jego właściwość w temperaturze otoczenia i w wysokiej temperaturze. Wielkość dodatku mikrokrzemionki wahała się w granicach 0 10% mas. Oznaczono gęstość pozorną, porowatość otwartą i wytrzymałość na ściskanie w temperaturze otoczenia oraz ogniotrwałość pod obciążeniem i wytrzymałość na zginanie w temperaturze 1450ºC. Badania wykazały duży wpływ zawartości mikrokrzemionki na ilość wody zarobowej w mieszance betonowej oraz na wymienioną uprzednio właściwość betonu niskocementowego, po wiązaniu, suszeniu i wypaleniu. Zwiększenie dodatku mikrokrzemionki prowadziło do zmniejszenia ilości wody zarobowej w mieszance betonowej, dzięki temu mikrokrzemionka spełniała rolę mikrowypełniacza w przestrzeni międzyziarnowej mieszanki betonowej, co wynika z badań zmian porowatości po suszeniu. Ograniczenie wody zarobowej spowodowało również zwiększenie zwartości betonu ogniotrwałego po wiązaniu, co objawiało się zwiększeniem gęstości pozornej i zmniejszeniem porowatości otwartej. W połączeniu z pucolanową naturą mikrokrzemionki (zdolnością do reakcji z wodą z utworzeniem hydratów) prowadziło to do zwiększenia wytrzymałości betonu po wiązaniu. Największą wytrzymałość wypalonego betonu obserwowano przy 3% mas. dodatku mikrokrzemionki. Prawdopodobnie doszło do całkowitego jej przereagowania z 7% mas. aktywnego tlenku glinu podczas wypalania, co przypuszczalnie przyczyniło się do utworzenia mullitu. Z kolei w przypadku właściwości wysokotemperaturowych, takich jak wytrzymałość na zginanie w 1450 C i ogniotrwałość pod obciążeniem, stopniowe zwiększenie dodatku mikrokrzemionki prowadziło do zwiększenia wartości tych parametrów. Prawdopodobnie przyczyną tego było zwiększenie lepkości fazy ciekłej w wyniku wzbogacenia jej o SiO 2*. * Artykuł przygotowany w oparciu o pracę badawczą finansowaną ze środków statutowych.

ZWIĄZEK POMIĘDZY WŁAŚCIWOŚCIAMI NISKOCEMENTOWEGO WYSOKOGLINOWEGO... 59 [1] B a n e r j e e S., Monolithic refractories. A comprehensive handbook, World Scientific Publishing, River Edge 1998. [2] M a j c h r o w i c z I., B a r a ń s k i J., Rozwój technologii wytwarzania betonów ogniotrwałych, Materiały Ceramiczne 2002, nr 4, s. 144 150. [3] D r o ż d ż M., W o ł e k W., Stan badań nad ogniotrwałymi betonami niskocementowymi w Polsce, Materiały Ogniotrwałe 1989, nr 5, s. 113 122. [4] Z a w r a h M.F.M., K h a l i l N.M., Effect of mullite formation on properties of refractory castables, Ceramics International 2001, [Vol. 27], s. 689 694. [5] M y h r e B., Let s make a mullite matrix, Refractories Applications and News 2008, No. 6, s. 11 19. [6] S h i k a n o H. i in., Role od silica flour in low cement castable, Taikabutsu Overseas 1990, No. 1, s. 17 22. [7] M y h r e B., Hot strength and Bond-phase reactions in low and ultralow-cement castables, referat wygłoszony na konferencji UNITECR 93, maszynopis w posiadaniu autorów. IZABELA MAJCHROWICZ JÓZEF BARAŃSKI THE RELATIONSHIP BETWEEN THE PROPERTIES OF LOW-CEMENT HIGH-ALUMINA CASTABLE AND MICROSILICA CONTENT IN THE MATRIX Keywords: refractory castable, microsilica, strength, physical properties, refractoriness. Preliminary investigations of the influence of the microsilica content on physical, mechanical and thermo-mechanical properties of low-cement high-alumina castable were conducted. Castable samples containing 0, 3, 7 and 10% mass. microsilica were prepared. Amount of mixing water, apparent density, open porosity, compressive strength at room temperature, flexural strength at 1450 C and refractoriness under load of samples were determined. Studies have shown that increasing of the microsilica content led to a reduction of the mixing water in the concrete mix and to improving of the cured samples properties. In the case of dried and fired samples, an increase of the compressive strength and apparent density and decrease of the open porosity with an increase of the microsilica content up to 3 7% mass. was observed. Further increasing of the microsilica amount in the composition of the samples resulted in a deterioration of these parameters. It was also found that increasing of the microsilica addition led to an increase of the flexural strength at 1450 C and refractoriness under load of castable samples.