Ցածր ցեմենտային հրակայուն ձուլածո արտադրանքի ներածություն

Ցածր ցեմենտային պարունակությամբ հրակայուն ձուլվածքները համեմատվում են ավանդական ալյումինատ-ցեմենտային հրակայուն ձուլվածքների հետ: Ավանդական ալյումինատ-ցեմենտային հրակայուն ձուլվածքների ցեմենտի ավելացման քանակը սովորաբար կազմում է 12-20%, իսկ ջրի ավելացման քանակը՝ ընդհանուր առմամբ 9-13%: Ավելացված ջրի մեծ քանակության պատճառով ձուլվածքն ունի բազմաթիվ ծակոտիներ, խիտ չէ և ունի ցածր ամրություն. ավելացված ցեմենտի մեծ քանակության պատճառով, չնայած կարելի է ստանալ ավելի բարձր նորմալ և ցածր ջերմաստիճանային ամրություններ, ամրությունը նվազում է միջին ջերմաստիճաններում կալցիումի ալյումինատի բյուրեղային փոխակերպման պատճառով: Ակնհայտ է, որ ներմուծված CaO-ն փոխազդում է ձուլվածքում SiO2-ի և Al2O3-ի հետ՝ առաջացնելով որոշ ցածր հալման կետ ունեցող նյութեր, ինչը հանգեցնում է նյութի բարձր ջերմաստիճանային հատկությունների վատթարացմանը:

Երբ օգտագործվում են գերնուրբ փոշու տեխնոլոգիա, բարձր արդյունավետության խառնուրդներ և գիտական մասնիկների աստիճանավորում, ձուլվածքի ցեմենտի պարունակությունը նվազում է մինչև 8%-ից պակաս, իսկ ջրի պարունակությունը՝ մինչև ≤7%, և կարելի է պատրաստել ցածր ցեմենտային շարքի հրակայուն ձուլվածք և բերել խտության։ CaO պարունակությունը ≤2.5% է, և դրա աշխատանքային ցուցանիշները սովորաբար գերազանցում են ալյումինային ցեմենտային հրակայուն ձուլվածքների ցուցանիշները։ Այս տեսակի հրակայուն ձուլվածքն ունի լավ թիքսոտրոպություն, այսինքն՝ խառը նյութն ունի որոշակի ձև և սկսում է հոսել փոքր արտաքին ուժի ազդեցության տակ։ Երբ արտաքին ուժը վերացվում է, այն պահպանում է ստացված ձևը։ Հետևաբար, այն կոչվում է նաև թիքսոտրոպ հրակայուն ձուլվածք։ Ինքնահոսող հրակայուն ձուլվածքը կոչվում է նաև թիքսոտրոպ հրակայուն ձուլվածք։ Պատկանում է այս կատեգորիային։ Ցածր ցեմենտային շարքի հրակայուն ձուլվածքների ճշգրիտ իմաստը մինչ օրս չի սահմանվել։ Ամերիկյան փորձարկման և նյութերի ընկերությունը (ASTM) սահմանում և դասակարգում է հրակայուն ձուլվածքները՝ հիմնվելով դրանց CaO պարունակության վրա։

Խիտությունը և բարձր ամրությունը ցածր ցեմենտային շարքի հրակայուն ձուլվածքների ակնառու առանձնահատկություններն են: Սա լավ է արտադրանքի ծառայության ժամկետը և կատարողականությունը բարելավելու համար, բայց նաև խնդիրներ է առաջացնում թխման հետ օգտագործելուց առաջ, այսինքն՝ թափելը հեշտությամբ կարող է առաջանալ, եթե թխման ընթացքում զգույշ չլինեք: Մարմնի պայթելու երևույթը կարող է պահանջել առնվազն կրկնակի թափում, կամ կարող է վտանգել շրջակա աշխատողների անձնական անվտանգությունը ծանր դեպքերում: Հետևաբար, տարբեր երկրներ նույնպես տարբեր ուսումնասիրություններ են անցկացրել ցածր ցեմենտային շարքի հրակայուն ձուլվածքների թխման վերաբերյալ: Հիմնական տեխնիկական միջոցառումներն են՝ ջեռոցի ողջամիտ կորերի մշակումը և գերազանց հակապայթյունապաշտպան նյութերի և այլնի ներմուծումը կարող է հրակայուն ձուլվածքներ դարձնել: Ջուրը սահուն կերպով հեռացվում է առանց այլ կողմնակի ազդեցությունների առաջացման:

Գերմանր փոշու տեխնոլոգիան ցածր ցեմենտային շարքային հրակայուն ձուլվածքների հիմնական տեխնոլոգիան է (ներկայումս կերամիկայի և հրակայուն նյութերում օգտագործվող գերմանր փոշու մեծ մասը իրականում 0.1-ից 10 մ հաստության է, և դրանք հիմնականում գործում են որպես դիսպերսիայի արագացուցիչներ և կառուցվածքային խտացուցիչներ։ Առաջինը ցեմենտի մասնիկները դարձնում է բարձր դիսպերսիոն՝ առանց ֆլոկուլյացիայի, մինչդեռ երկրորդը լցնող մարմնի միկրոծակոտիները լիովին լցնում է և բարելավում ամրությունը)։

Ներկայումս գերնուրբ փոշու լայնորեն օգտագործվող տեսակներից են SiO2-ը, α-Al2O3-ը, Cr2O3-ը և այլն: SiO2 միկրոփոշու տեսակարար մակերեսը մոտ 20 մ²/գ է, իսկ մասնիկի չափը՝ ցեմենտի մասնիկի չափի մոտ 1/100-ը, ուստի այն ունի լավ լցոնման հատկություններ: Բացի այդ, SiO2-ը, Al2O3-ը, Cr2O3 միկրոփոշին և այլն կարող են նաև կոլոիդային մասնիկներ առաջացնել ջրում: Երբ առկա է դիսպերսանտ, մասնիկների մակերեսին ձևավորվում է համընկնող էլեկտրական կրկնակի շերտ՝ էլեկտրաստատիկ վանողականություն առաջացնելու համար, որը հաղթահարում է մասնիկների միջև վան դեր Վալսի ուժը և նվազեցնում միջերեսային էներգիան: Այն կանխում է մասնիկների միջև ադսորբցիան և ֆլոկուլյացիան. միևնույն ժամանակ, դիսպերսանտը ադսորբվում է մասնիկների շուրջ՝ լուծիչի շերտ առաջացնելով, ինչը նաև մեծացնում է ձուլման նյութի հոսունությունը: Սա նաև գերնուրբ փոշու մեխանիզմներից մեկն է, այսինքն՝ գերնուրբ փոշու և համապատասխան դիսպերսանտների ավելացումը կարող է նվազեցնել հրակայուն ձուլման նյութերի ջրի սպառումը և բարելավել հոսունությունը:

Ցածր ցեմենտային պարունակությամբ հրակայուն ձուլածո նյութերի ամրացումն ու կարծրացումը հիդրատացիոն և կպչուն կապերի համակցված գործողության արդյունք են: Կալցիումի ալյումինատային ցեմենտի հիդրատացիան և կարծրացումը հիմնականում CA և CA2 հիդրավլիկ փուլերի հիդրատացիան և դրանց հիդրատների բյուրեղների աճի գործընթացն են, այսինքն՝ դրանք ջրի հետ ռեակցիայի մեջ են մտնում՝ առաջացնելով վեցանկյուն փաթիլային կամ ասեղաձև CAH10, C2AH8, և հիդրատացիայի արգասիքներ, ինչպիսիք են խորանարդ C3AH6 բյուրեղները և Al2O3аq գելերը, այնուհետև կարծրացման և տաքացման գործընթացների ընթացքում ձևավորում են փոխկապակցված խտացման-բյուրեղացման ցանցային կառուցվածք: Ագլոմերացիան և կապը պայմանավորված են ակտիվ SiO2 գերնուրբ փոշով, որը առաջացնում է կոլոիդային մասնիկներ, երբ այն հանդիպում է ջրին և հանդիպում է իոններին, որոնք դանդաղորեն անջատվում են ավելացված հավելանյութից (այսինքն՝ էլեկտրոլիտային նյութից): Քանի որ երկուսի մակերեսային լիցքերը հակառակ են, այսինքն՝ կոլոիդային մակերեսը ունի ադսորբված հակաիոններ, ինչի հետևանքով պոտենցիալը նվազում է, և խտացում է տեղի ունենում, երբ ադսորբցիան հասնում է «իզոէլեկտրիկ կետին»: Այլ կերպ ասած, երբ կոլոիդային մասնիկների մակերեսին էլեկտրաստատիկ վանումը փոքր է դրանց ձգողականությունից, վան դեր Վալսի ուժի օգնությամբ առաջանում է կպչուն կապ։ Սիլիցայի փոշու հետ խառնված հրակայուն ձուլվածքի խտացումից հետո SiO2-ի մակերեսին առաջացած Si-OH խմբերը չորանում և ջրազրկվում են՝ կամուրջ կազմելով սիլօքսանային (Si-O-Si) ցանցային կառուցվածք, այդպիսով կարծրանալով։ Սիլօքսանային ցանցային կառուցվածքում սիլիցիումի և թթվածնի միջև կապերը չեն նվազում ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, ուստի ամրությունը նույնպես շարունակում է աճել։ Միևնույն ժամանակ, բարձր ջերմաստիճաններում SiO2 ցանցային կառուցվածքը կփոխազդի իր մեջ փաթաթված Al2O3-ի հետ՝ առաջացնելով մուլիտ, որը կարող է բարելավել ամրությունը միջին և բարձր ջերմաստիճաններում։