МОДЕЛЬ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ВЯЖУЩЕГО ИЗ МАГНЕЗИТА САВИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В работе приведены результаты исследования физико-механических характеристик строительного материала на основе каустического магнезита, получаемого из породы Савинского месторождения

Ключевые слова:
магнезит, магнезиальное вяжущее, заполнитель, композит, строительный материал
Текст
Текст (PDF): Читать Скачать

Технология производства огнеупоров из исходной породы сопровождается получением как собственно полезного продукта – периклаза, так и большим количеством отходов в виде каустического магнезита [1]. Как показали исследования [2], содержание окиси магния в этом продукте составляет (78-82)%, что соответствует стандарту для вяжущих марок ПМК-75 и ПМК-80 [3]. Это позволяет использовать отход производства для получения материалов с органическими заполнителями.

Наиболее важными характеристиками конструкционного материала являются прочностные показатели – сопротивление сжатию и изгибу. В данной работе приведены результаты экспериментальных исследований прочности композиционного материала, приготовленного на основе каустического магнезита Савинского месторождения с содержанием окиси магния 80% мелко дисперсного заполнителя из опилок размером 2,5 мм и 0,14 мм.

В качестве эталонного образца по прочности принят материал с минеральным заполнителем – песка Привольского месторождения [4]. Отношение массовых долей вяжущего к заполнителю В/З составляет 1/3, а вяжущего к затворителю В/Р – 1/3. Как известно, для ускорения набора прочности материалы на основе магнезиальных вяжущих рекомендуется затворять водным раствором хлористого магния.  Для определения влияния концентрации хлористого магния в растворе на динамику набора прочности материала испытания проводились на образцах с плотностью водного раствора от 1,05 г/кг до 1,2 г/кг.

Исследования проводились по методике [5] на образцах в виде балочек размером 40х40х100 мм. Для оценки уровня показателей конструкционного материала соответствующие характеристики сравнивались с аналогичными показателями образцов, приготовленных на портландцементе (ПЦ) марки М400 и том же заполнителе в соотношении 1/3. 

            По полученным результатам были составлены математические модели сопротивлений материала на сжатие и изгиб в зависимости от состава и дисперсного параметра органического заполнителя:

 

Rсж=65,8-11,77∙δз-47,66∙ρр-80,19∙ρм+8,65∙δзρр-1,59∙δзρм+

+63,46∙ρрρм+14,29∙ρм2                                                                         (1)

       Rизг=3,78-0,772∙δз+0,06∙ρр-6,64∙ρм+0,316∙δзρр-0,339∙δзρм+

+4,8∙ρрρм+2,88∙ρм2                                                                               (2)                                                                    

  где δз  – размер древесного заполнителя, мм;

         ρр  – плотность раствора хлористого магния, г/кг;

         ρм  – плотность материала, г/см3.

Плотность материала определится из соотношения между отдельными компонентами и плотностью затворителя [2]:

ρм=2,206-0,366ВЗ-4,111∙ВР+0,433∙ρр+0,077∙δз+0,685ВРВЗ+0,683ВЗρр++1,517∙ВРρр-0,041ВРδз-0,12∙δзρр+0,01∙ВЗδз ,                                            (3)

где ВР  – массовое соотношение вяжущего (каустического магнезита) и

            затворителя (раствора хлористого магния);

      ВЗ   - массовое соотношение вяжущего и древесного заполнителя.

            Таким образом, уравнения (1) – (3) представляют основу для составления методики проектирования композиционного материала на основе каустического магнезита Савинского месторождения с прогнозируемыми конструкционными характеристиками.

Список литературы

1. Хорошавин Л.Б. Зарубежный рынок магнезиального сырья. Плавленый, спеченный и каустические периклазовые порошки из природного сырого магнезита и брусита / Хорошавин Л.Б., Кононов В.А. - // Огнеупоры и техническая керамика, 1994. -№3.- с. 24-31.

2. Российская Федерация. Стандарты. ГОСТ 1216-87 «Порошок магнезитовый каустический».

3. Кузьмин С.И., Голышев А.О. Модель плотности композиционного материала на основе каустического магнезита // Сборник научных трудов АнГТУ. 2023. С. 83–87.

4. Российская Федерация. Стандарты. ГОСТ 6139-2003 «Песок для испытания цемента»

5. Российская Федерация. Стандарты. ГОСТ 30.1-81*. Портландцемент. Методы испытания.

Войти или Создать
* Забыли пароль?