Synthesis of ceramic protective SHS-coatings for refractory concretes

• Autorzy: Podbolotov, K. , Volochko, A. , Antonovic, V. , Boris, R.

Warianty tytułu

PL

Synteza SHS ceramicznych warstw ochronnych na betonach ogniotrwałych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The presented investigations were performed concerning production of protective SHS-coatings based on the Al–SiO2 system for protection of concrete. Quartz sand and kaolin were used as silicon-containing components. The thermal analysis has shown that in some cases incorporation of additions allows increasing the intensity of SHS process. The X-ray phase analysis indicated that a phase composition of coatings mainly consists of mullite, sillimanite, corundum and residual quartz. The SHS-synthesized ceramic materials, and coatings obtained on their base, were investigated regarding the physicochemical and thermal properties such as density, porosity, adhesion strength, temperature coefficient of linear expansion, fire protection and thermal resistance. It has been found that additions have an influence on the above-mentioned properties, and high adhesion strength is characteristic of coatings that contain additions of titanium dioxide and boric acid. The investigations resulted in the development of coating compositions based on the Al–SiO2 system and various additions for protection of different structural elements.

PL

Prezentowane badania przeprowadzono w odniesieniu do wytwarzania metodą SHS pokryć ochronnych bazujących na układzie Al–SiO2, aby chronić beton. Wykorzystano piasek kwarcowy i kaolin jako składniki zawierające krzem. Analiza termiczna pokazała, że w pewnych przypadkach wprowadzenie dodatków pozwoliło na zwiększenie intensywności procesu SHS. Rentgenowska analiza fazowa ujawniła, że pokrycia złożone są głównie z mullitu, sillimanitu, korundu i kwarcu resztkowego. Zsyntezowane metodą SHS materiały i pokrycia otrzymane na ich bazie badano w odniesieniu do ich właściwości fizykochemicznych i cieplnych takich jak gęstość, porowatość, wytrzymałość adhezyjna, współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej, ochrona ogniowa i odporność termiczna. Stwierdzono, że dodatki mają wpływ na wspomniane właściwości, a wysoka wytrzymałość adhezyjna jest charakterystyczna dla pokryć zawierających dodatki tlenku tytanu i kwasu borowego. Przeprowadzone badania doprowadziły do opracowania składów pokryć, opartych na układzie Al–SiO2 i różnych dodatkach, przeznaczonych do ochrony różnych elementów konstrukcyjnych.

Słowa kluczowe

PL

pokrycie SHS; synteza egzotermiczna; spoiwo; odporność ogniowa; odporność termiczna; mullit

EN

SHS-coating; exothermal synthesis; binder; fire resistance; thermal resistance; mullite

• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 69, nr 3
• Strony: 207--213
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Podbolotov, K.

• Laboratory of Microcrystal and Amorphous Materials, Physical-Technical Institute of National Academy of Sciences of Belarus, Kuprevich str., 10, 220141 Minsk, Belarus,

autor

Volochko, A.

• Laboratory of Microcrystal and Amorphous Materials, Physical-Technical Institute of National Academy of Sciences of Belarus, Kuprevich str., 10, 220141 Minsk, Belarus

autor

Antonovic, V.

• Scientific Institute of Thermal Insulation, Vilnius Gediminas Technical University, Linkmenų 28, LT-08217 Vilnius, Lithuania

autor

Boris, R.

• Scientific Institute of Thermal Insulation, Vilnius Gediminas Technical University, Linkmenų 28, LT-08217 Vilnius, Lithuania

Bibliografia

• [1] Refractory material selection for steelmaking, Wiley-American Ceramic Society 2016.
• [2] Vert, T., Smith, J. D.: Fundamentals of Refractory Technology, Wiley-Blackwell 2012.
• [3] Budnikov, P. P.: The Technology of Ceramics and Refractories, M.I.T. Press, Cambridge 1964.
• [4] Rogachev, A. S., Mukasyan, A. S.: Combustion for Material Synthesis, CRC, Taylor and Francis 2014.
• [5] Borisov, A. A., De Luca, L. T., Merzhanov, A. G.: Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Materials, CRC Press 2002.
• [6] Sychev, A. Ye.: Self-propagating High-temperature Synthesis: Theory and Practice, Chernogolovka: Territory 2001.
• [7] Podbolotov, K., Dyatlova, E.: Phase- and structure-formation processes during self-propagating high-temperature synthesis in the system Al–MgCO3–SiO2–C, Glass and Ceramics, 66, 9-10, (2009), 332-336.
• [8] Podbolotov, K.: SHS in the Al-SiO2-C system: The effect of additives, Int. J. Self-Prop. High-Temp. Synth., 19, 4, (2011), 244-252.
• [9] Vladimirov, V. S., Galagai, A. P., Iliuhin, M. A., Karpuhin, I. A, Moizis, S. E.: Development and creation of new kinds of refractory and heat-insulating materials and coatings for high-temperature thermal units, in Proc. of 2nd International Research and Practice Conference Automated furnace units and energy-saving technologies in metallurgy, Moscow, December 2002.
• [10] Maltsev, V. M., Gariyatullin, G. P., Uvarov, L. A., Volkov, V. T.: Mullite material for production of refractory products, method of production of mullite material for production of refractory products and refractory cellular product, Russian Patent 2101263 (1998).
• [11] Maltsev, V. M., Butakova, E. A., Korsun, S. D., Ryazantseva, Ye. N., Kondratenko, A. D.: Method of production of hardening coating on porous materials, Russian Patent 2049763 (1995).
• [12] Kapustin, R. D., Pervukhin, L. B., Vladimirov, V. S., Moizis, S. E.: Synthesis of the mullite refractory ceramic coating under local heating, Glass Phys. Chem., 34, 4, (2008), 480-484.
• [13] Hida, G. T., Liul, J.: Elementary process in SiO2–Al termite reaction activated and induced by mechanochemical treatment, Amer. Ceram. Soc. Bull., 67, 9, (1988), 1508.