3.2.2. Определение открытой пористости и кажущейся плотности

Определение открытой пористости и кажущейся плотности проводилось согласно ГОСТ 2409-2014 "Огнеупоры. Метод определения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения".

Сначала обожженный бетон взвешивали на воздухе. После этого кипятили в воде в течение 2 часов для удаления воздуха, находящегося в порах, и заполнения этих пор водой. Далее насыщенные образцы гидростатически взвешивались в воде, а потом на воздухе, предварительно удалив остатки влаги на образце [29].

Открытая пористость вычислялась по формуле:

(8)

Погрешность измерения ± 0,1 %.

Кажущаяся плотность вычислялась по формуле:

(9)

Погрешность измерения ± 0,01 .

3.2.3. Рентгенофазовый анализ (рфа)

Рентгенофазовый анализ осуществлен на приборе Rigaku SmartLab 3, который представлен на рисунке 13. РФА основан на том, что когда монохроматический рентгеновский луч с длиной волны λ падает на систему кристаллических плоскостей под углом θ, возникает дифракция, но только в том случае, если пути, проходимые лучами, отраженными от различных кристаллических плоскостей, имеют различие на целое число длин волн. Данное явление описывается законом Брэгга:

(10)

При изменении угла θ, условия закона Брэгга удовлетворяются попеременно для различных систем плоскостей в поликристаллическом материале, в результате чего, на дифрактограмме исследуемого вещества последовательно, с изменением угла, появляются рентгеновские рефлексы - пики с явным максимумом. Высота и координаты пиков характеризуют исследуемое вещество. Эти данные передаются в программное обеспечение, где обрабатываются в зависимости от вида исследований.

Рисунок 13 - рентгенофазовый дифрактометр Rigaku SmartLab 3

3.3 Описание эксперимента

Приготовлено 3 серии образцов огнеупорных бетонов (2.0, 2.1, 2.2) на основе системы с добавлением алюмомагниевой шпинели и с использованием в качестве вяжущей системы высокоглиноземистого цемента, реактивного глинозема и микрокремнезема. Составы серий бетонов отличаются заменой электрокорунда фракции (0,16-0) мм на шамот соответствующей фракции, добавлением диспергирующего глинозема ADW 1, а так же заменой микрокремнезема MKУ-85 и реактивного глинозема ГРТ на Elcem MS-968 и ГРТ СТС-20 соответственно. В каждой серии составы образцов отличаются по содержанию шпинели. Фракционный состав рассчитан с помощью формулы Фуллера с коэффициентом формы частиц . Компонентный и фракционный составы сухих смесей для серий бетонов приведены в таблицах 16 - 18.

Таблица 16 - Компонентный и фракционный состав сухой смеси для бетона серии 2.0
Компонент	Фракционный состав
	Фракция, мм	% Масс.
Электрокорунд	3,0 - 2,0	17,4
Электрокорунд	2,0 - 1,0	22,6
Электрокорунд	1,0 - 0,63	11,3
Карбид кремния	0,63 - 0,25	12,9
Карбид кремния	0,25 - 0,16	4,4
Электрокорунд	0,16 - 0	16,4
Cembor-73	т/м*	5
MKУ-85	т/м*	5
ГРТ	т/м*	5
* т/м - тонкомол

Таблица 17 - Компонентный и фракционный состав сухой смеси для бетона серии 2.1
Компонент	Фракционный состав
	Фракция, мм	% Масс.
Электрокорунд	3,0 - 2,0	17,4
Электрокорунд	2,0 - 1,0	22,6
Электрокорунд	1,0 - 0,63	11,3
Карбид кремния	0,63 - 0,25	12,9
Карбид кремния	0,25 - 0,16	4,4
Шамот МКС-72	0,16 - 0	16,4
Cembor-73	т/м	5
MKУ-85	т/м	5
ГРТ	т/м	5

Таблица 18 - Компонентный и фракционный состав сухой смеси для бетона серии 2.2
Компонент	Фракционный состав
	Фракция, мм	% Масс.
Электрокорунд	3,0 - 2,0	17,4
Электрокорунд	2,0 - 1,0	22,6
Электрокорунд	1,0 - 0,63	11,3
Карбид кремния	0,63 - 0,25	12,9
Карбид кремния	0,25 - 0,16	4,4
Электрокорунд	0,16 - 0	8,2
Шамот МКС-72	0,16 - 0	8,2
Cembor-73	т/м	5

Продолжение табл. 18
Компонент	Фракционный состав
	Фракция, мм	% Масс.
Elcem MS-968	т/м	5
ГРТ СТС-20	т/м	4
Дисперг. глинозем ADW-1	т/м	1

Химический состав сухих смесей для серий бетонов 2.0-2.2 приведен в таблице 19

Таблица 19 - Химический состав сухих смесей для серий бетонов 2.0 - 2.2, % масс.
Оксид	Серия бетона
	2.0	2.1	2.2
	73,1	69,3	71,0
	16,8	16,8	16,8
	1,2	1,2	1,2
	4,6	4,6	4,8