Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania nad otrzymywaniem betonu ogniotrwałego z udziałem tialitu

Majchrowicz Izabela, Jedynak Leszek

Materiały Ceramiczne

|

2020

|

T. 72, nr 2

111--122

PL

Przeprowadzono badania nad otrzymaniem betonu ogniotrwałego z udziałem tialitu (Al2TiO5). Badania obejmowały dwa sposoby wprowadzenia tialitu do składu betonu ogniotrwałego: 1. – syntezę proszku tialitu i wprowadzenie go do składu korundowego betonu nisko – i ultranisko-cementowego w ilości 10%, 2. – syntezę tialitu in-situ w korundowym betonie nisko-, ultranisko– i bezcementowym. Wykonano próbki betonów oraz oznaczono ich wytrzymałość na zginanie i na ściskanie oraz porowatość otwartą i gęstość pozorną zgodnie z normą PN-EN ISO 1927-6. Wykonano również badania własności wysokotemperaturowych próbek: odporności na wstrząs cieplny przez ogrzewanie w 950 °C i chłodzenie w wodzie, ogniotrwałości pod obciążeniem oraz wtórnej rozszerzalności i skurczliwości cieplnej. Przeprowadzono badania odporności materiałów na korozyjne działanie ciekłego aluminium. Własności otrzymanych betonów z dodatkiem tialitu porównano z własnościami betonów bez tego dodatku. Badania wykazały, że sposób otrzymania betonu tialitowego (wprowadzenie gotowego tialitu lub otrzymanie in-situ) wpływało na jego własności mechaniczne i fizyczne. Betony z dodatkiem gotowego tialitu charakteryzowały się lepszymi własnościami w porównaniu do betonów z tialitem powstałym in-situ. Na własności betonów miała również wpływ zawartość cementu: zwiększenie zawartości cementu prowadziło do poprawy wytrzymałości mechanicznej, zwiększenia gęstości pozornej i obniżenia porowatości otwartej. Można zatem stwierdzić, że zwiększenie dodatku cementu wywierało korzystny wpływ na własności betonu w temperaturze otoczenia. W przypadku własności wysokotemperaturowych badania wykazały, że ogniotrwałość pod obciążeniem i rozszerzalność cieplna betonów z gotowym tialitem były nieco gorsze w porównaniu do betonów referencyjnych (bez dodatku tialitu). Z kolei porównując odporność na wstrząs cieplny betonów ultraniskocementowych, beton z dodatkiem tialitu charakteryzował się nieco większą odpornością. Różnice we własnościach wysokotemperaturowych pomiędzy betonami z tialitem i betonami bez dodatku nie były znaczące prawdopodobnie z powodu małego udziału tialitu w składzie. Być może większy udział tialitu prowadziłby do bardziej wyraźnej poprawy własności wysokotemperaturowych betonów. Betony zawierające tialit były odporne na działanie ciekłego aluminium, co pozwala na ich stosowanie w kontakcie z tym metalem.

EN

Investigation was carried out on the possibility of obtaining a castable with thialite (Al2TiO5) addition. The research involved two ways of introducing tialite into the composition of castable: i. the synthesis of tialite powder and its introduction into the high-alumina low- and ultra-low-cement castable in an amount of 10%, ii. in-situ tialite synthesis in high-alumina low-, ultra-low– and zero-cement castable. Castable samples were prepared and their bending and compressive strength as well as open porosity and bulk density were determined in accordance with standard PN-EN ISO 1927-6. High-temperature properties of samples such as resistance to thermal shock by heating at 950 °C and cooling in water, refractoriness under load and thermal expansion were investigated. Tests of the corrosive resistance to the liquid aluminium were carried out. The properties of castables containing the addition of thialite were compared with the properties of the reference castable. Studies have shown that the method of obtaining thialite castable (introduction of ready-made thialite or prepared in-situ) affected its mechanical and physical properties. Castables with the addition of ready-made thialite had better properties compared to castables with thialite formed in-situ. The alumina cement content also influenced the castable properties: increasing the cement content led to an improvement in mechanical strength, an increase in apparent density and a decrease in open porosity. It can therefore be concluded that increasing the cement addition had a beneficial effect on the concrete properties at ambient temperature. In the case of high temperature properties, studies have shown that refractoriness under load and thermal expansion of castables with ready-made thialite were slightly worse compared to reference castables (without the addition of thialite). In turn, comparing the resistance to thermal shock of ultra-low-cement castables, material with the addition of thialite was slightly more resistant. Differences in high temperature properties between castables with thialite and reference castables were not significant, probably due to the relatively low content of thialite in the composition. Perhaps a larger content of thialite would lead to a more pronounced improvement in the high-temperature properties of castables. Thialite containing castables were resistant to liquid aluminium, which allows their use in contact with this metal.

2

Projekt betonu ogniotrwałego odpornego na zjawisko spallingu dzięki perforacjom wykonanym przez nakłuwanie

Tokarski D., Woliński P., Gałecki R.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2017

|

R. 85, nr 12

3--7

PL

W artykule przedstawiono propozycje użycia w obiektach żelbetowych o specjalnych wymaganiach pożarowych odpowiednio zaprojektowanych betonów specjalnych. Przedstawione w artykule wyniki badań projektowanych mieszanek wytyczają nowe trendy w projektowaniu bezpiecznych pożarowo betonów odpornych na zjawiska spallingu, jak również przedłużających trwałość konstrukcji w warunkach pożarowych. Dodatkowym atutem przedstawianych projektowanych kompozytów jest wykonanie ich z odpadowych kruszyw ceramiki sanitarnej. Cecha ta ze względu na zastosowanie jako jedynego kruszywa materiału odpadowego pozwala na zaklasyfikowanie powstałych betonów do produktów ekologicznych tzw. "green concrete".

EN

he article presents proposals for use in reinforced concrete structures for special fire requirements, use specially designed special concrete. The research results of the designed blends show new trends in the design of fire-resistant concrete resistant to spalling and extend the life of structures in fire conditions. An additional advantage of the presented composite designs is the fact that they are made of waste aggregate sanitary ceramics. This feature, due to the use as the only aggregate waste material, allows to classify the resulting concrete into organic products. "green concrete".

3

Wpływ składu fazowego cementu glinowego na właściwości betonów ogniotrwałych

Majchrowicz I.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 3

214--220

PL

W betonach ogniotrwałych jako spoiwo stosuje się tradycyjnie cementy glinowe. Na rynku dostępnych jest wiele gatunków cementów glinowych. Cementy przeznaczone do stosowania w niższej temperaturze składają się głównie z fazy jednoglinianu wapnia, której towarzyszy znaczna ilość krzemionki i tlenku żelaza. Cementy przeznaczone do stosowania w wyższej temperaturze stanowią mieszaninę jedno- i dwuglinianu wapnia. W ostatnim czasie opracowano spoiwo oparte na jednoglinianie wapnia o niskiej zawartości krzemionki, tlenku żelaza i alkaliów (poniżej odpowiednio 0,5%; 0,2% i 0,4%). Zastosowanie nowego spoiwa złożonego z czystego jednoglinianu wapnia może być korzystne. Biorąc pod uwagę wysoką aktywność nowego spoiwa można otrzymać beton ogniotrwały o niższej jego zawartości. Przeprowadzono badania betonów ogniotrwałych wiązanych dwoma spoiwami hydraulicznymi różniącymi się zawartością glinianów wapnia: CA i CA2. Wykonano próbki betonu wysokoglinowego, zawierające 1%, 3% i 5% spoiwa. Oznaczono właściwości fizyczne próbek takie jak gęstość pozorna i porowatość otwarta, rozkład wielkości porów, wytrzymałość na zginanie i na ściskanie na zimno oraz właściwości wysokotemperaturowe w tym wytrzymałość na zginanie na gorąco, ogniotrwałość pod obciążeniem i odporność na pełzanie. Badania wykazały, że surowe próbki z udziałem cementu, składającego się głównie z fazy CA, charakteryzowały się mniejszą porowatością i nieco większą gęstością pozorną niż próbki z udziałem cementu, w którym fazie CA towarzyszyła faza CA2 w ilości 25,9%. Mniejsza porowatość betonów z cementem z fazą CA decydowała z kolei o ich większej wytrzymałości na zginanie i na ściskanie. Prawdopodobnie, z racji większej reaktywności jednoglinianu wapnia z wodą, doszło do powstania większej ilości hydratów w osnowie betonu. W przypadku wypalonych próbek betonów, zastosowanie cementu o większej zawartości fazy CA prowadziło do większej porowatości otwartej i mniejszej gęstości pozornej próbek w porównaniu do betonów o mniejszej zawartości fazy CA i większej zawartości fazy CA2. Związane to było z powstaniem większej ilości fazy CA6 (hibonitu), której powstanie prowadzi do zwiększenia porowatości materiału. W związku z tym, że faza CA6 powstaje na styku ziaren korundu i otaczającej ich osnowy zawierającej CA2, dochodzi do utworzenia tzw. wiązania ceramicznego po wypaleniu w wysokiej temperaturze, odpowiedzialnego za dużą wytrzymałość mechaniczną materiału. Właściwości próbek w wysokich temperaturach zależały od porowatości i składu fazowego. W przypadku, gdy próbki zawierały mniejszą ilość spoiwa o ich ogniotrwałości pod obciążeniem i pełzaniu przy ściskaniu decydowała porowatość. Większa porowatość powodowała pogorszenie ogniotrwałości pod obciążeniem i odporności na pełzanie. Z kolei, gdy próbki zawierały dużą ilość spoiwa za ich właściwości w wysokiej temperaturze odpowiadał skład fazowy, a ściślej zawartość hibonitu. Większa zawartość tej fazy poprawiała ogniotrwałość pod obciążeniem i odporność na pełzanie. W przypadku wytrzymałości na zginanie w wysokiej temperaturze na jej kształtowanie się wpływ miała prawdopodobnie porowatość materiału zgodnie z zależnością: im większa porowatość tym mniejsza wytrzymałość na zginanie w wysokiej temperaturze.

EN

Alumina cements are traditionally used as a binder in refractory castables. There are many kinds of alumina cements on the market. Cements intended for use at lower temperatures consist mainly of the calcium monoaluminate phase which is accompanied by a considerable amount of silica and iron oxide. Cements to be used at higher temperatures are a mixture of calcium mono- and di-aluminate. A binder has been recently developed which is based on calcium monoaluminate with a low content of silica, iron oxide and alkalis below 0.5%; 0.2% and 0.4%, respectively. Application of the new binder can be beneficial. Taking into consideration the new binder’s high activity, it is possible to obtain a refractory castable with the lowered content of the binder. Investigations have been carried out into refractory castables with two hydraulic binders, differing in the content of calcium aluminates: CA and CA2. Samples of high-alumina castable containing 1%, 3% and 5% of the binder were prepared. Physical properties of the samples were determined including apparent density and open porosity, bending strength, compressive strength and high-temperature properties such as hot bending strength, refractoriness under load and creep resistance. The investigations have demonstrated that green samples with CA-based cement were characterized by lower porosity and slightly higher apparent density than samples with cement containing 25.9% of CA2 phase in addition to the CA phase. The lower porosity of castables with CA-based cement led to higher bending and compressive strength. Probably, due to the greater reactivity of calcium monoaluminate with water, more hydrates have been formed in the castable matrix. In the case of fired specimens, the use of cement with higher CA content increased open porosity and decreased bulk density of the materials compared to castables with cement containing less CA phase and more CA2 phase. This was due to the formation of more CA6 phase (hibonite) which resulted in increased porosity of the material. Due to the fact that the CA6 phase is formed at the contact of corundum grains and ambient matrix containing CA2, the ceramic bonding is formed after firing at high temperatures, being responsible for high mechanical strength of the material. The properties of materials at high temperatures depended on porosity and phase composition. In the case where the samples contained less binder, their refractoriness under load and creep under compression were dependent on porosity. Greater porosity caused deterioration of RUL and creep resistance. On the other hand, when the samples contained a large amount of binder, their properties at high temperatures corresponded to the phase composition, and more precisely, to the content of hibonite. The higher content of this phase improved the refractoriness under load and creep resistance. In the case of high temperature bending strength, it was affected by the porosity of the material according to the rule: the higher porosity the lower flexural strength at high temperature.

4

Zmiany mikrostruktury betonu ogniotrwałego z kotła rusztowego po pracy w instalacji energetycznej w warunkach współspalania biomasy z węglem kamiennym

Wala T., Czechowski J., Psiuk B.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2016

|

R. 9, nr 24

81--96

PL

W artykule przedstawiono badania zmian mikrostruktury betonu glinokrzemianowego z dodatkiem SiC po pracy w kotle rusztowym w warunkach współspalania biomasy. W badaniach wykorzystano technikę mikroskopii świetlnej (LM), mikroskopii skaningowej (SEM/EDS) oraz dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Wykazano, że przyczyną szybkiego zużywania się betonu była złożona korozja chemiczna i mechaniczna. Korozja chemiczna polegała głównie na reakcji ziaren SiC obmurza ogniotrwałego ze składnikami gazowymi i stałymi, bogatymi m.in. w alkalia, MgO, CaO, siarkę i fosfor, znajdującymi się w spalinach i pyłach oraz na tworzeniu się wtórnych produktów w postaci narostu. Wykazano, że korozja mechaniczna następowała wskutek dużych naprężeń w materiale, których obrazem w mikrostrukturze były liczne mikropęknięcia i pęknięcia osłabiające wytrzymałość materiału z powodu utlenienie SiC i powstawania krystobalitu, z którym mogą wiązać się zmiany wymiarów liniowych kształtek betonowych wyłożenia kotła.

EN

The manuscript presents microstructural studies of aluminosilicate with the addition of SiC refractory castable from the grate-fired boiler after service in the co-firing of coal and biomass conditions. Light microscopy (LM), scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM / EDS) and X-ray diffraction (XRD) were used. It was shown that the cause of rapid wear of the concrete was both mechanical and chemical corrosion. Chemical corrosion was based mainly on SiC grains reaction with the gaseous and solid phases contained the alkali, MgO, CaO, sulfur and phosphorus components. Due to chemical reactions between components the accretion was formed and subsequent process of liquid phase secretion and infiltration of refractory material was observed. The mechanical corrosion was the result of high mechanical stresses in the material iniciated by SiC oxidation and formation of cristobalite. It led to the dimensional changes of the castable and formation of numerous microcracks and cracks that weaken the strength of the material.

5

Wpływ dodatku metakaolinu na odporność na pękanie ogniotrwałych betonów zbrojonych włóknami bazaltowymi

Jogl M., Reiterman P., Holčapek O., Konvalinka P.

Cement Wapno Beton

|

2016

|

R. 21/83, nr 3

140--148

PL

W pracy zbadano odporność na wysokie temperatury ogniotrwałego betonu z cementu glinowego zbrojonego włóknami bazaltowymi. W serii próbek cement zastępowano metakaolinem w ilości od 5% do 25%. Właściwości próbek betonowych, a mianowicie wytrzymałość na ściskanie i zginanie oraz energię pękania, zbadano po podgrzaniu do temperatury 600°C i 1000°C. Ustalono, że stosunkowo mały dodatek metakaolinu, w zakresie 5% do 10% zapewnia większą wytrzymałość, jednak w przypadku równoczesnego zastosowania włókien bazaltowych wzrasta nawet przy dodatku 10% i 20%. Korzystny dodatek włókien jest mały: 0,25% do 0,5% objętościowo. Pomiary energii pękania pokazują duży wpływ włókien na propagację pęknięć w próbkach ogrzewanych do 600°C i 1000°C.

EN

In the paper the resistance to high temperature of refractory concrete from calcium aluminate cement reinforced with basalt fibres was studied. In the series of samples cement was replaced by metakaolin from 5% to 25%. The properties i.e. flexural, compressive strength and fracture energy of concrete samples heated at 600°C and 1000°C were examined. It was established that relatively low metakaolin addition, in the range of 5% to 10%, is ensuring higher strength, but with simultaneous basalt fibres application is higher from 10% to even 20%. The optimum fibres percentage is low, 0.25% to 0.5 % by volume. The fracture energy determination show the significant fibres influence on cracks propagation in samples heated at 600°C and 1000°C.

6

Betony ogniotrwałe do zastosowań w monolitycznych wyłożeniach kadzi odlewniczych

Majchrowicz I., Barański J.

Przegląd Odlewnictwa

|

2015

|

Vol. 65, nr 1-2

14--17

PL

Zastosowanie do wyłożenia kadzi odlewniczych materiałów monolitycznych stwarza szansę wydłużenia ich trwałości poprzez dobór tworzywa o wysokich własnościach odpornościowych i wyeliminowanie spoin obecnych przy zastosowaniu tradycyjnego wyłożenia z kształtek wypalanych. W artykule przedstawiono wyniki badań próbek samolejnego betonu ogniotrwałego o różnej zawartości kruszywa, mikropyłów i cementu glinowego. Do upłynnienia mieszanki betonowej zastosowano dwa rodzaje upłynniaczy. Oznaczono rozpływ mieszanek betonowych oraz własności fizyczne, mechaniczne, termiczne i odporność na wstrząs cieplny surowych, wysuszonych i wypalonych próbek. Z betonu o najlepszych własnościach wykonano wyłożenie ogniotrwałe kadzi o pojemności 1 Mg w dwóch odlewniach. Próby przemysłowe wykazały wysoką trwałość opracowanego betonu samolejnego w warunkach pracy kadzi odlewniczej.

EN

Application of monolithic materials for ladle linings creates an opportunity to increase their durability by selecting materials with high resistance properties and eliminating the joints present in traditional linings made of fired bricks. In this article the results of investigations into self-flow castables with different contents of aggregates, fines and alumina cement have been presented. To disperse the castables mix, two types of dispersant were used. Free flow of castables mix as well as the physical, mechanical, thermal properties and thermal shock resistance of green, dried and fired samples were evaluated. The castable with the best properties was selected for installation in the refractory linings of ladles with a capacity of 1 Mg in two foundries. Industrial tests revealed high durability of the developed self-flow castable in the operating conditions of the ladle.

7

Badania porównawcze suszenia mikrofalowego i suszenia konwencjonalnego betonu ogniotrwałego

Majchrowicz I., Czechowski J.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 3

291--297

PL

Technika mikrofalowa wzbudziła w ostatnich kilkunastu latach zainteresowanie pod kątem wykorzystania jej w procesach suszenia materiałów ceramicznych. W odróżnieniu od suszenia konwencjonalnego, polegającego na tym, że ciepło jest dostarczane z zewnątrz przez powierzchnię materiału, suszenie mikrofalowe charakteryzuje się tym, że mikrofale penetrują wnętrze materiału, nagrzewając całą jego objętość. Wykorzystanie mikrofal w suszeniu posiada wiele zalet, do których należą m. in. duża szybkość nagrzewania, eliminacja zewnętrznych źródeł ciepła, obniżenie ilości braków i niskie jednostkowe zużycie energii. Celem pracy było przeprowadzenie badań porównawczych suszenia mikrofalowego i suszenia konwencjonalnego korundowego betonu ogniotrwałego. Przygotowano próbki niskocementowego betonu ogniotrwałego z dodatkiem i bez dodatku mikrokrzemionki. Próbki przechowywano w szafie klimatycznej w temperaturze 20 °C przy wilgotności 95% przez 48 godzin, aby zapewnić odpowiednie warunki dojrzewania betonu. Następnie, część próbek suszono w laboratoryjnej suszarce elektrycznej przez 24 godziny, a drugą część próbek suszono w laboratoryjnej suszarce mikrofalowej. Oznaczono własności fizyczne próbek – gęstość pozorną i porowatość otwartą – oraz wytrzymałość na ściskanie. Wykonano również analizę termiczną betonów, określono rozkład wielkości porów oraz obserwowano ich mikrostrukturę pod mikroskopem skaningowym. Porównano i omówiono uzyskane wyniki.

EN

The microwave method has aroused a lot of interest in recent years due to its potential application in the processes of ceramic materials drying. In contrast to conventional drying, in which heat is provided from the outside through the material surface, in microwave drying, microwaves penetrate the inside of the material, heating its whole volume. The use of microwaves in the drying process has many advantages, such as: high heating rate, elimination of external heat sources, reduced number of faulty products, and low energy consumption per unit. The aim of the work was to conduct comparative studies on the microwave and conventional drying of corundum refractory castable. Samples of low-cement refractory castables were prepared with and without an addition of microsilica. The samples were cured in a climatic chamber for 48 h at 20 ºC at humidity reaching 95%. Next, some samples were dried in a laboratory electric drier for 24 h, and the other part of the samples were dried in a laboratory microwave drier. Physical properties of the samples (apparent density, open porosity) and their compression strength were determined. A thermal analysis of the castables was also conducted, their phase composition was determined by the X-ray diffraction method and their microstructure was subjected to observation in a scanning electron microscope. The obtained results were compared and discussed.

8

TRIAD – nowa gama przyjaznych dla użytkownika betonów ogniotrwałych o wysokiej wytrzymałości

Drevin J.

Przegląd Odlewnictwa

|

2014

|

Vol. 64, nr 9-10

390--392

PL

Powstanie betonów ogniotrwałych o niskiej zawartości cementu było dużym postępem w technologii wyłożeń kadzi oraz pieców. Jednak nadal istniały problemy związane najczęściej z obecnością wody w tradycyjnym wiązaniu cementowym. Rozwój produktów TRIAD, betonów nie zawierających cementu, wprowadził materiały ogniotrwałe na nowy poziom wydajności zarówno jeśli chodzi o aplikację, jai i łatwość suszenia i odporność termiczną. Przy prawidłowym zastosowaniu produktu można osiągnąć większą wydajność wraz z towarzyszącymi im korzyściami dla odlewni.

9

Związek pomiędzy właściwościami niskocementowego wysokoglinowego betonu ogniotrwałego a zawartością mikrokrzemionki w jego osnowie

Majchrowicz I., Barański J.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2013

|

R. 6, nr 12

51--59

PL

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.

EN

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.

10

Wpływ rodzaju surowców magnezjowych na właściwości fizyczne i termomechaniczne betonów zasadowych

Jastrzębska I., Szczerba J., Madej D.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

327--331

PL

W pracy przedstawiono zależności występujące pomiędzy podatnością na hydratację surowców magnezjowych oraz ich składem chemicznym a właściwościami fizykochemicznymi oraz termomechanicznymi betonów przygotowanych na ich bazie. Do badań użyto czterech rodzajów surowców magnezjowych o zróżnicowanym składzie chemicznym. Surowce poddano badaniu podatności na hydratację w warunkach hydrotermalnych. Następnie przygotowano na ich bazie betony i wykonano badania wytrzymałości na zginanie w podwyższonych temperaturach oraz w temperaturze otoczenia, wytrzymałości na ściskanie, gazoprzepuszczalności, porowatości otwartej oraz gęstości pozornej.

EN

In this work a correlation between hydration susceptibility and chemical composition of magnesia raw materials and physico-chemical, thermo-mechanical properties of castables made of these magnesia raw materials was discussed. The four types of magnesia raw materials of different chemical compositions were selected to examine. First, susceptibility to hydration of magnesia raw materials was determined under hydrothermal conditions. Then castables were prepared with the use of the selected magnesia raw materials. Finally, the castables were tested to determine moduli of rupture at room and elevated temperatures, cold crushing strength, permeability, open porosity and apparent density.

11

The effect of curing temperature on the properties of different types of refractory concrete

Boris R., Antonovič V., Stonys R., Valochka A., Belov I.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

267--271

EN

At different curing temperatures, in alumina cement-based concrete, various crystalline hydrates are formed such as CAH10, C2AH8, C3AH6, AH3.While developing or modifying compositions of refractory concrete, it is necessary to take into consideration the impact of curing temperature on the process of formation of the structure and operating characteristics of concrete. This study investigates the properties of the following refractory concretes: the conventional concrete, the concrete modified by microsilica additive and the medium-cement concrete based on chamotte filler with alumina cement, of the grade Gorkal 70, at the curing temperatures of 10 ºC, 20 ºC and 30 ºC. Using the ultrasonic method of investigation, the differences were revealed in formation of the structure of concrete at its hardening in the course of 48 hours. It was established that the differences formed in the structure at hardening of concrete exert influence on properties of concrete after its firing at temperatures of 1100 ºC and 1200 ºC.

PL

W różnych temperaturach twardnienia w betonie opartym na cemencie glinowym tworzą się różne krystaliczne wodziany, takie jak CAH10, C2AH8, C3AH6, AH3. Podczas opracowywania i modyfikowania składów betonu ogniotrwałego konieczne jest wzięcie pod uwagę wpływu temperatury twardnienia na proces formowania struktury i charakterystyk pracy betonu. W niniejszej pracy zbadano właściwości następujących betonów ogniotrwałych: beton tradycyjny, beton modyfikowany dodatkiem mikrokrzemionki i średniocementowy beton oparty na wypełniaczu szamotowym z cementem glinowym w gatunku Gorkal 70, przy temperaturach twardnienia wynoszących 10 ºC, 20 ºC i 30 ºC. Wykorzystując metodę ultradźwiękową w badaniach, ujawniono różnice w tworzeniu się struktury betonu podczas jego twardnienia w ciągu 48 h. Ustalono, że różnice powstałe w strukturze podczas twardnienia betonu wywierają wpływ na właściwości betonu po jego wypaleniu w temperaturach 1100 ºC i 1200 ºC.

12

New aspects on the corrosion resistance of dense refractory castables containing a novel calcium-magnesia-alumina binder

Pawlig O., Parr C., Auvray J. M., Fryda H., Wöhrmeyer C.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 4

396--400

EN

This paper presents a detailed analysis and evaluation of corroded samples of Al2O3-pre-formed spinel and Al2O3-MgO castables, thus representing pre-formed spinel castables as well as in-situ castables. Comparisons were made between systems based upon a calcium aluminate binder and a recently developed novel calcium magnesium aluminate cement CMA 72®. A model is presented which gives an explanation for the higher corrosion resistance of the castables based upon the CMA 72® cement. The respective model is based on optical and SEM image analysis. A correlation between the thermo-mechanical properties from phase and particle distributions, microstructural features, amorphous phase of the castables and the corrosion mechanism is established. Moreover, new routes for the optimization of castable corrosion resistance via formulation control are highlighted.

PL

Artykuł przedstawia szczegółową analizę i ocenę skorodowanych próbek betonów ogniotrwałych Al2O3 - spinel prefabrykowany i Al2O3-MgO, reprezentujących betony zawierające spinel prefabrykowany i powstający in-situ. Dokonano porównania pomiędzy układami opartymi na cemencie glinowym i ostatnio opracowanym nowym cemencie wapniowo-spinelowym CMA 72®. Zaprezentowano model, który wyjaśnia wyższą odporność korozyjną betonów opartych na cemencie CMA 72®. Jego podstawą była analiza obrazów pochodzących z mikroskopów optycznego i skaningowego SEM. Ustalono związek pomiędzy właściwościami termomechanicznym kontrolowanymi przez rozkłady wielkości faz i cząstek, cechami mikrostrukturalnymi, fazą amorficzną w betonie i mechanizmem korozji. Ponadto, wskazano nowe sposoby optymalizacji odporności korozyjnej betonów poprzez kontrolę składu.

13

Materiały monolityczne do zastosowań w metalurgii cynku i ołowiu

Majchrowicz I., Barański J., Śliwa A., Malinowska T., Wala T.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 4

443--450

PL

Przeprowadzono badania nad opracowaniem betonu ogniotrwałego do zastosowań w metalurgii cynku i ołowiu. Dokonano obliczeń termodynamicznych mających na celu wskazanie rodzaju materiału ogniotrwałego najbardziej odpornego na oddziaływanie tych metali. Obliczenia termodynamiczne wykazały, że w warunkach pracy kondensatora pieca szybowego do otrzymywania cynku i ołowiu (700 °C, atmosfera N2+CO+CO2), z osnową betonów reaguje jedynie cynk. Produktami tej reakcji jest głównie glinian cynku (spinel cynkowo-glinowy). Ponadto, w zależności od składu chemicznego osnowy, powstaje również wilemit Zn2SiO4, chromian cynku (spinel cynkowo-chromowy) i ZnMg2O4. Dodatkowo, w betonie spinelowym dochodzi do utworzenia fazy ciekłej w wyniku reakcji zarówno z cynkiem, jak i ołowiem. Powstające związki (ZnAl2O4, Zn2SiO4 i ZnCr2O4) są związkami wysokotemperaturowymi, można zatem przypuszczać, że ich obecność w betonach pracujących w komorze kondensatora nie wpłynie ujemnie na jej wyłożenie. Wyniki obliczeń termodynamicznych wskazały na glinokrzemianowe betony ogniotrwałe jako na optymalny materiał do pracy w kontakcie z cynkiem i ołowiem. Wykonano próbki betonu korundowego i andaluzytowego o uziarnieniu zgodnym z równaniem Andreassena, w którym wykładnik q wynosił 0,34 i 0,36. Przygotowano również próbki o zwiększonej zawartości mikrokrzemionki (3% i 5%). Oznaczono podstawowe własności próbek oraz określono ich odporność na korozyjne działanie cynku i ołowiu. Oznaczono skład chemiczny próbek po badaniach korozyjnych i obserwowano ich mikrostrukturę pod mikroskopem optycznym. Badania wykazały, że zwiększenie zawartości mikrokrzemionki w składzie betonów do 3% i 5% prowadziło do znacznego zwiększenia ich wytrzymałości na ściskanie, w niektórych przypadkach nawet trzykrotnie. Z kolei porowatość otwarta tworzyw uległa zmniejszeniu wraz ze zwiększeniem zawartości mikrokrzemionki. Zaobserwowano również zwiększenie wytrzymałości betonów na zginanie w temperaturze 700 °C, choć już nie w takim stopniu jak wytrzymałości na ściskanie. Zwiększeniu uległa również skurczliwość wypalania, lecz jej wartość pozostała na akceptowalnym poziomie. Badania korozyjne wykazały, że cynk oddziaływał w większym stopniu na badane betony niż ołów. Z kolei beton korundowy był bardziej odporny na działanie par metali niż beton andaluzytowy. Badania te potwierdziły wyniki obliczeń termodynamicznych. Obserwacje pod mikroskopem optycznym wykazały, że pary cynku i ołowiu reagowały z betonami, a zwłaszcza z ich osnową. Nie stwierdzono penetracji metali w porach badanych materiałów.

EN

Studies were conducted on the development of refractory castable for use in the metallurgy of zinc and lead. Thermodynamic calculation was made in order to identify the type of refractory material resistant to corrosion of these metals. Thermodynamic calculations have shown that under working conditions of a zinc condenser in a shaft furnace used for production of lead and zinc (700 °C, the atmosphere of N2+CO+CO2) only zinc reacts with a castable matrix. Zinc aluminate (ZnAl2O4 – zinc spinel) is mainly the product of this reaction. Furthermore, depending on the chemical composition of the matrix, there is also willemite Zn2SiO4, zinc chromate (ZnCr2O4) and ZnMg2O4. Additionally, in the spinel castable, formation of the liquid phase in reaction with both zinc and lead, was observed. The formed compounds (ZnAl2O4, Zn2SiO4 and ZnCr2O4) have high melting temperatures, so it can be assumed that their presence in castables do not deteriorate the refractory lining in the zinc condenser. The results of thermodynamic calculations indicated the aluminosilicate refractory concretes as the optimum material for the use in contact with zinc and lead. Corundum- and andalusite-based castable samples were prepared according to the Andreassen equation, where the exponent q was 0.34 and 0.36. Samples with an increased content of microsilica (3% and 5%) were also prepared. Properties of the samples were determined together with their resistance to corrosion of zinc and lead. After corrosion tests, the chemical composition of samples was determined, and their microstructure was observed by using an optical microscope. The results have shown that the increasing of the microsilica content in the castables to 3% and 5% led to a significant increase in the compressive strength, up to three times in some samples. The open porosity of the materials decreased with the increase of the microsilica content. An increase of hot modulus of rupture at 700 °C was also observed, although it was not to the extent like in the case of compressive strength. Shrinkage also increased after firing, but its value remained at the acceptable level. Corrosion tests have shown that zinc reacted with castables to a greater extent than lead. The corundum-based castable was more resistant to metal vapours than the andalusite-based one. This study confirmed the results of thermodynamic calculations. Observations coming from optical microscopy showed that the zinc and lead vapours reacted with the castables, particularly with their matrix. There was no penetration of the metals in pores of the tested materials.

14

BSA96 - new european sinter aggregate

Buhr A., Schnabel M., Freundlich S., Schmidtmeier D., Dutton J.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 4

401--405

EN

The market situation for high alumina aggregates from China has changed considerably over the past years. Not only the availability and pricing but also the quality has become an issue for European refractory producers. A new aggregate with 96% Al2O3 has been developed and made in Europe, and which is independent from Chinese raw materials. It is produced by a sinter process and provides the same homogeneous product properties which are well known for other established sintered aggregates such as tabular alumina and sintered spinel. This paper presents the properties of the new refractory aggregate and laboratory results of refractories based on it. The new aggregate provides an alternative to other high alumina aggregates, fused, natural, and sintered.

PL

Sytuacja rynku kruszyw wysokoglinowych pochodzacych z Chin zmieniła się znacząco w ostatnich latach. Nie tylko dostępność i ceny, ale także jakość stały się celem europejskich producentów materiałów ogniotrwałych. Opracowano i wytworzono w Europie nowe kruszywo zawierające 96% Al2O3, które jest niezależne od chińskich surowców. Kruszywo to produkowane jest za pomocą procesu spiekania i jest ono źródłem tak samo jednorodnych właściwości produktów jak w przypadku dobrze znanych kruszyw spiekanych, takich jak płytkowy (tabularny) tlenek glinu i spinel spiekany. Artykuł ten prezentuje właściwości nowego kruszywa ogniotrwałego i wyniki badań laboratoryjnych nad materiałami ogniotrwałymi na nim opartymi. Nowe kruszywo jest alternatywą dla innych wysokoglinowych kruszyw topionych, naturalnych i spiekanych.

15

Air pollutant emissions during baking of semi-finished graphite products in a tunnel furnace

Bogacki M., Oleniacz R., Mazur M., Szczygłowski P.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 1

15-23

EN

Baking of semi-finished graphite products in a tunnel furnace is the source of many air pollutants present in both the gaseous and solid phases. The goal of this study was to assess emission rates into the air of the substances such as: CO, NOx, SO2, H2S, CH4, aliphatic hydrocarbons C1-C6, BTEX, total dust, tar substances and PAHs. The research showed a small time-dependence of the emission rates for the majority of the substances analysed. Concentrations of the analysed substances in exhaust gases were in the majority of cases at a low level, except for BTEX and PAHs.

16

TRIAD - nowa grupa przyjaznych użytkownikowi, wysokiej jakości betonów ogniotrwałych

Musiał B.

Przegląd Odlewnictwa

|

2011

|

Vol. 61, nr 7-8

358-360

PL

Artykuł przedstawia nową grupę betonów ogniotrwałych wysokiej jakości. TRIAD, bo tak nazywa się system bezcementowych betonów stworzony przez firmę Vesuvius, ma na celu rozwiązanie problemów związanych z ich instalacją. Artykuł wyjaśnia znaczenie nazwy TRIOAD, a dalej także prezentuje jego unikatowe cechy, takie jak: strukturę porów, wytrzymałość na ściskanie na zimno, łatwość suszenia. Omawia również sposoby instalacji produktów TRIAD: zalewanie lub pompowanie, oraz sposoby ich naprawiania. Na zakończenie wymienionych zostało kilka rodzajów produktów TRIAD.

EN

The paper presents a new group of high quality castable refractories. The low-cement system of castables created by the Vesuvius Company, named TRIAD, is aimed to solve problems related to their installation. The name TRIAD is explained in the paper (TRIple ADvantage) and its unique features such as: pores structure, cold crushing strength and easiness of drying, are presented. Various methods of the installation of TRIAD products are given: pouring or pumping as well as ways of their repair. At the end several kinds of TRIAD products are mentioned.

17

Wpływ dodatku sepiolitu na własności andaluzytowych betonów ogniotrwałych

Majchrowicz I., Wala T., Śliwa A.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2011

|

R. 4, nr 8

21-31

PL

Sepiolit [Mg4Si6O15(OH)2 ź 6H2O] jest to minerał z gromady krzemianów, zaliczany do minerałów ilastych. Tworzy drobne kryształy o pokroju włoskowym. Sepiolit spośród wielu zastosowań wykorzystywany jest jako dodatek do betonów budowlanych w celu regulacji ich rozpływu i konsystencji oraz poprawy rozproszenia wypełniacza. W pracy przeprowadzono badania nad możliwością zastosowania sepiolitu w andaluzytowych betonach ogniotrwałych. Określono wpływ dodatku sepiolitu na reologię osnowy oraz na własności mechaniczne i termomechaniczne betonu. Oznaczono skład fazowy próbek metodą dyfrakcji rentgenowskiej i obserwowano ich mikrostrukturę pod mikroskopem optycznym. Przeprowadzono pomiary rozkładu wielkości porów i całkowitej powierzchni porów wysuszonej osnowy betonu, bez i z dodatkiem sepiolitu, za pomocą metody porozymetrii rtęciowej. Oznaczono średnią średnicę porów w wypalonych próbkach przez analizę obrazu mikroskopowego, przy użyciu programu komputerowego Leica. Badania wykazały, że dodatek sepiolitu wpływał na własności reologiczne mieszanki betonowej, a także na pozostałe własności, w tym mechaniczne betonu, zwłaszcza po suszeniu. Dodatek sepiolitu obniżał porowatość otwartą, zwiększał gęstość pozorną i wytrzymałość na ściskanie betonu. Wprowadzenie sepiolitu do mieszanki zmieniło również skład fazowy i mikrostrukturę materiału.

EN

Sepiolite [Mg4Si6O15(OH)2 ź 6H2O] is a clay mineral, a complex magnesium silicate, with fibrous morphology. Among different applications, sepiolite is used in construction concretes for controlling of flow and consistency or improving of filler dispersion and distribution. In this paper, a studies on the possibility of sepiolite application in andalusite-based refractory castables have been presented. The effect of sepiolite addition on matrix rheology as well as mechanical and thermomechanical properties of castable was determined. Phase composition of samples was evaluated by X-ray diffraction method and its microstructure was observed by optical microscope. The pore size distribution, total pore area and porosity of the dried castable matrix, with and without an admixture of sepiolite was measured by the mercury porosimetry. The average pore diameter of the fired samples was measured by image analysis of micrographs, using Leica software. The results have revealed that the sepiolite additive affects the rheological properties of the castable mix as well as the bulk density, apparent porosity and mechanical properties of castables. This effect was most significant in dried samples. The sepiolite additive reduced the open porosity, increased bulk density and cold crushing strength of the castable. The introduction of sepiolite into the castable matrix changed also its phase composition and microstructure.

18

Betony ogniotrwałe o dużej odporności na wstrząsy cieplne

Majchrowicz I., Barański J., Witek J., Śliwa T., Orlik E.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

626-630

PL

Opracowano nowe niskocementowe betony ogniotrwałe charakteryzujące się wysoką odpornością na wstrząs cieplny. Przygotowano próbki betonów ogniotrwałych na bazie różnych kruszyw (palonka kordierytowa, szkło kwarcowe, palonka szamotowa), na wiązaniu z cementu glinowego. Oznaczono ich podstawowe własności, takie jak gęstość pozorna, porowatość otwarta, wytrzymałość na ściskanie i skurczliwość. Oznaczono również odporność betonów na wstrząs cieplny w tradycyjnych testach ogrzewania i chłodzenia. Badania wykazały, że otrzymane betony ogniotrwałe charakteryzowały się lepszymi własnościami po wypaleniu niż konwencjonalny beton szamotowy (BOS 135) dotychczas stosowany w wyłożeniu drzwi komór koksowniczych. W porównaniu do betonu BOS 135, nowe betony niskocementowe posiadały wyższą wytrzymałość na ściskanie, niższą porowatość otwartą, niższą skurczliwość i znacznie wyższą odporność na wstrząs cieplny. Obliczono również parametr RSt otrzymanych materiałów na podstawie zmierzonych wartości pracy pękania, dynamicznego modułu Younga i współczynnika rozszerzalności cieplnej. Obliczenia wykazały, że beton na bazie szkła kwarcowego posiadał największą wartość parametru Rst. Wartości parametru RSt porównano z wynikami uzyskanymi w próbach ogrzewania i chłodzenia. Przeprowadzono próby przemysłowe z udziałem opracowanych betonów w obmurzu pieca przepychowego w Euroblacha S.A. w Rudzie Śl. oraz w obmurzu drzwi komory koksowniczej w ZK Radlin. Próby te wykazały, że własności użytkowe nowych betonów ogniotrwałych były zadowalające i spełniły warunki pracy urządzeń cieplnych. W wyniku stosowania informacyjnych partii nowych wyrobów uzyskano następującą ich trwałość: w obmurzu drzwi komór koksowniczych – 29 miesięcy i nadal, a w obmurzu okien manewrowych w grzewczych piecach przepychowych – 25 miesięcy i nadal.

EN

New low-cement refractory castables characterised by high thermal shock resistance have been developed. Samples of refractory castables based on various aggregates (cordierite grog, quartz glass, chamotte grog) with alumina cement were prepared. Their basic properties were determined such as apparent density, open porosity, cold crushing strength and shrinkage. Castables’ resistance to thermal shock was also determined in traditional heating and cooling tests. The investigations have revealed that the obtained refractory castables display better properties after firing than conventional chamotte ones (BOS 135), which until now have been used in linings for coking chamber doors. Compared to BOS 135, the new low-cement castables are characterized by higher cold crushing strength, lower open porosity, lower shrinkage and considerably higher thermal shock resistance. The RSt parameter for the obtained materials has also been calculated on the basis of the measured values of the work of fracture, dynamic Young’s modulus and thermal expansion coefficient. Results of calculations revealed that quartz glass-based castable had highest value of parameter Rst. The value of RSt was compared to the results obtained in heating and cooling tests. Industrial tests were conducted for the developed castables, which were used in the lining of the pusher furnace in Euroblacha S.A. in Ruda Śląska and in the lining of the coking chamber door in ZK Radlin. The trials demonstrated that the performance of the new refractory castables was satisfactory and fulfilled the operational conditions. As a result of application of new castables, the following lifetime was obtained: in the lining of the coking chamber door – 29 months and still, and in the lining of manoeuvring windows in the pusher furnace – 25 months and still.

19

Wpływ fosforu na skład fazowy bogatych w korund betonów ogniotrwałych

Mandecka-Kamień L., Kurdowski W.

Cement Wapno Beton

|

2011

|

R. 16/78, nr 6

355-360

PL

Zbadano cztery mieszaniny: dwie bogate w korund z niewielkim dodatkiem fosforanu glinu i CaO oraz trzy o dużej zawartości fosforanu glinu z dodatkiem CaO i glinianów wapniowych. Stwierdzono, że wapń wypiera glin z fosforanu z utworzeniem faz Ca3[PO4]2 i Ca9Al[PO4]7 która powstaje w mieszaninach gdy stosunek masowy P2O5/CaO > 0,845. Także CA rozkłada się na te dwie fazy, przy czym udział Ca3[PO4]2 wzrasta znacznie gdy rośnie zawartość CA w mieszaninie. Równocześnie przy nadmiarze CaO w stosunku do P2O5 powstaje faza CA6. Betony korundowe o małej zawartości cementu glinowego z dodatkiem fosforanu glinu lub kwasu fosforowego mają bardzo dobre właściwości, prawdopodobnie w związku z powstawaniem fazy CA6, co wiąże się z dodatkiem fosforu.

EN

Four mixtures: two rich in corundum with small addition of aluminum phosphate and CaO and three with high aluminum phosphate with CaO and calcium aluminates addition. It was found that calcium replace aluminum in phosphates with the formation of two phases: Ca3[PO4]2 i Ca9Al[PO4]7 and the last one is formed when in the mixture the mass ratio P2O5/CaO > 0,845. Also CA is decomposed in these two phases , but the content of Ca3[PO4]2 is increasing signifi cantly when the amount of CA in the mix is higher. Simultaneously if the ratio of CaO to P2O5 is higher than 1 the phase CA6 is formed. The refractory corundum concretes, with low calcium aluminate cement content, with small addition of aluminum phosphate or phosphoric acid, has very good properties, probably linked with the formation of CA6, which is caused by phosphate addition.

20

Cement glinowy - wybrane ważne zagadnienia

Bensted J., Smith J. R.

Cement Wapno Beton

|

2011

|

R. 16/78, nr 4

215-223

PL

W artykule dotyczącym cementów glinowych rozważono po pierwsze znaczenie fazy ferrytowej w ciemno-szarych (40% Al2O3) i prawie białych (50% Al2O3) odmianach. Poruszono także wpływ faz grossytu i hibonitu w białych cementach ogniotrwałych, stosowanych w wysokich temperaturach, a zawierających 60%, 70% i 80% Al2O3. Opisano także próby otrzymania cementu zawierającego 90% Al2O3 polegające na zwiększeniu właściwości hydraulicznych hibonitu. W końcu przedyskutowano również odporność na siarczany tych cementów w oparciu o ich charakterystykę chemiczną.

EN

Part 1 of this two-part paper, which focuses on high alumina cements, has considered firstly the value of the ferrite phase where present in the dark grey/black (40% Al2O3) and off-white (50% AI2O3) varieties. Secondly, the roles of the grossite and hibonite phases in the WHAC refractory grades for the higher temperature requirements, namely 60% AI2O3 (in Russia and other CIS countries), 70% AI2O3and 80% AI2O3 respectively, are described. Thirdly, the problems involved in trying to make a satisfactory 90% Al2O3 cement can be ascribed to the difficulties (so far) in seeking to improve the hydraulicity of hibonite. Sulphate resistance of these cements is also discussed along with desirable limits for the various chemical entities present.