Теоретичні основи технології тугоплавких неформованих матеріалів на основі композицій системи (Mg, Ca, Sr, Ba)O – Al₂O₃ – Cr₂O₃

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук зі спеціальності 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено створенню теоретичних основ технології тугоплавких неформованих матеріалів з високою міцністю, вогнетривкістю та стійкістю до дії агресивних середовищ на основі алюмінатів і хромітів лужноземельних елементів за рахунок цілеспрямованого формування фазового складу та структури клінкеру, цементного каменю і бетону. Систематизовано базу термодинамічних даних; на основі встановлених фазових рівноваг уточнено та досліджено субсолідусну будову потрійних та чотирикомпонентних підсистем багатокомпонентної системи (Mg, Ca, Sr, Ba)O – Al₂O₃ – Cr₂O₃ та встановлено їх подібність, яка полягає у співіснуванні алюмінатів з хромітом лужноземельного елементу та з периклазом, що обумовлює стабільні технологічні параметри твердофазного синтезу вогнетривких алюмохромітних в'яжучих матеріалів та бетонів на основі їх композицій. Встановлено особливості протікання процесів фазоутворення та гідратації алюмохромітних цементів, визначено механізми структуроутворення клінкерів та цементного каменю. Розроблено склади високоміцних, вогнетривких алюмохромітних цементів та бетонів на їх основі, визначено їх основні фізико-механічні та технічні властивості. Розроблено ресурсо- та енергозберігаючу технологію отримання алюмохромітних цементів з використанням відходів хімічної галузі промисловості. Неформовані матеріали, розроблені з використанням алюмохромітних цементів було апробовано в промислових та напівпромислових умовах з позитивним результатом, а результати досліджень впроваджені у практику навчального процесу.

Thesis for the doctor of technical sciences degree in specialty 05.17.11 – Technology of refractory nonmetallic materials. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2015. The thesis is dedicated to the creation of theoretical foundations of refractory unshaped materials development on the base of aluminates and chromites of alkaline-earth elements with high strength, fire resistance and resistance to aggressive environments due to directed formation of clinker structure, cement stone and concrete. Thermodynamic database has been systematized; subsolidus structure of ternary and quarternary subsystems of the multicomponent (Mg, Ca, Sr, Ba)O – Al₂O₃ – Cr₂O₃ system has been clarified and researched, their geometrical-topological similarity has been established, which consists in co-existence of aluminate with chromite of alkaline-earth element and with periclase that determines stable conditions of synthesis of refractory aluminochromite binding materials and concretes on the base of their compositions. Aspects of the process of phase formation and hydration of aluminochromite cements established, mechanisms of structure formation of clinkers and cement stone have been determined. Compositions of refractory high-strength and resistant to aggressive environments aluminochromite cements and concretes on their base have been developed, their main physico-mechanical and technical characteristics have been determined. Resource and energy saving technology of preparation of aluminochromite cements with the use of chemical industry wastes has been developed. Unshaped materials developed with the use of aluminochromite cements have been approved in industrial and semi-industrial conditions with positive results, and the results have been incorporated into the practice of academic process.