Cement free castable. Part 5. CFC on alumina hydraulic binder

Yu. E. Pivinskii; P. V. Dyakin

doi:10.17073/1683-4518-2020-7-25-35

Cement free castable. Part 5. CFC on alumina hydraulic binder

Yu. E. Pivinskii, P. V. Dyakin

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-7-25-35

Full Text:

Abstract

Cement free castables (CFC) based on alumina hydraulic binders by the hardening mechanism are similar to low-cement castables (LCC) and ultra-low-cement castables (ULCC). They are characterized by significant strengthening in the heat treatment temperature range of 200‒300 °C and sharp softening in the 600‒1000 °C range. By introducing silica sols or microsilica into their composition, it is possible not only to reduce or eliminate the softening effect, but also to increase their strength after firing due to the process of mullite formation. Compared to LCC, CFC based on alumina binders are characterized by improved thermomechanical properties. A comparative assessment of CFC based on hydraulic binders with other types of refractory concretes is given.

Keywords

low-cement (LCC), ultra-low-cement (ULCC), сement free castables (CFC), matrix system, alumina binder (AB), silica sol, microsilica (MS), thermomechanical properties,

About the Authors

Yu. E. Pivinskii

ООО «НВФ «Керамбет-Огнеупор»
Russian Federation

P. V. Dyakin

ООО «НВФ «Керамбет-Огнеупор»
Russian Federation

References

1. Pivinskii, Yu. E. Refractory concretes of new generation. Cement free concretes / Yu. E. Piviskii, M. A. Trubitsyn // Refractories. ― 1990. ― Vol. 31, № 7. ― P. 435‒440.

2. Пивинский, Ю. Е. Огнеупорные бетоны нового поколения. Бесцементные бетоны / Ю. Е. Пивинский, М. А. Трубицын // Огнеупоры. ― 1990. ― № 8. ― С. 6‒16.

3. Luz A. P. Refractory castable engineering / A. P. Luz, M. A. J. Braulio, V. C. Pandolfelli. ― Goller Verlag GmbH, Baden-Baden, Germany, 2015. ― 734 p.

4. Banerjee, S. Monolithic refractories: a comprehensive handbook. World Scientific / The American Ceramic Society : Singapore, 1998.

5. Пивинский, Ю. Е. Керамические и огнеупорные материалы : избр. тр. Т. 2 / Ю. Е. Пивинский. ― СПб. : Стройиздат СПб., 2003. ― 668 с.

6. Nouri-Khezrabad, M. Nano-bonded refractory castables / M. Nouri-Khezrabad, M. A. Braulio, V. C. Pandolfelli [et al.] // Ceram. Int. ― 2013. ― Vol. 39. ― P. 3479‒3497.

7. Sarkar, R. Nanotechnology in refractory castables ― an overview / R. Sarkar // Refractories World Forum. ― 2018. ― Vol. 10, № 1. ― P. 22‒31.

8. Parr, Chr. A review of bond systems for monolithic castable refractories / Chr. Parr, J. M. Auvray, M. Szepizdyn [et al.] // Refractories World Forum. ― 2015. ― Vol. 7, № 2. ― P. 62‒72.

9. Hongo, Y. Р-аlumina bonded castable refractories / Y. Hongo // Taikabutsu Overseas. ― 1988. ― Vol. 9, № 1. ― P. 35‒38.

10. Ma, W. Mechanisms of reaction of hydratable aluminas / W. Ma, P. W. Brown // J. Am. Ceram. Soc. ― 1999. ― Vol. 82, № 2. ― P. 453‒456.

11. New Almatis Аlphabond 300 global product data sheet. GP-RCP/015/R04/1207/MSDS 834, 2004.

12. Racher, Raymond P. Improvemеnts in workability behavior of calcium-free hydratable alumina binders / Raymond P. Racher, Rainer Kockegey-Lorenz, Gunter Buchel [et al.] // Proceeding of the UNITECR’05, 2005, American Ceramic Society, Orlando. ― P. 402‒407.

13. Salomão, R. Hydratable alumina-bonded suspensions. Evolution of microstructure and physical properties during first heating / R. Salomão, M. A. Kawamura, A. D. V. Souza, J. Sakihama // Interceram Refractories Manual. ― 2017. ― P. 28‒37.

14. Zhang, Ju. Microstructure and properties of hydratable alumina bonded bauxite-andalusite based castables / Ju Zhang, Quanli Jia, Shuai Yan [et al.] // Ceram. Int. ― 2016. ― № 42. ― P. 310‒316.

15. Pivinskii, Yu. E. Cement-free refractory concretes. Part 1. General information. Hcbs and ceramic concretes / Yu. E. Pivinskii // Refract. Ind. Ceram. ― 2019. ― Vol. 60, № 5. ― Р. 430‒438.

16. Пивинский, Ю. Е. Бесцементные огнеупорные бетоны. Часть 1. Общие сведения ВКВС и керамобетоны / Ю. Е. Пивинский // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 9. ― C. 14‒24.

17. Pivinskii, Yu. E. Cement-free refractory concretes. Part 2. High-alumina and corundum ceramic concretes / Yu. E. Pivinskii, P. V. Dyakin, E. M. Grishpun, A. M. Gorokhovskii // Refract. Ind. Ceram. ― 2019. ― Vol. 60, № 6. ― Р. 566‒573.

18. Пивинский, Ю. Е. Бесцементные огнеупорные бетоны. Часть 2. Высокоглиноземистые и корундовые керамобетоны / Ю. Е. Пивинский, П. В. Дякин, Е. М. Гришпун, А. М. Гороховский // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 11. ― C. 39‒48.

19. Пивинский, Ю. Е. Бесцементные огнеупорные бетоны. Часть 3. Высокодисперсные виды кремнезема как эффективные компоненты огнеупорных бетонов / Ю. Е. Пивинский // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 1. ― C. 28‒38.

20. Пивинский, Ю. Е. Бесцементные огнеупорные бетоны. Часть 4. Огнеупорные бетоны на кремнезольных связующих / Ю. Е. Пивинский // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 3. ― С. 20‒29.

21. Braulio, M. A. Colloidal alumina as a refractory binder / M. A. Braulio, C. Tontrup, J. Medeiros, V. C. Pandolfelli // In Рroceedings of 35th Alajar Congress, Lima, Peru, 2000. ― P. 1‒10.

22. Lorenz, R. Improved workability of calcia free alumina binder alphabond for non-cement castables / R. Lorenz, G. Buchel, A. Buhr [et al.] // In Рroceedings of the 47th International Colloquium on Refractories, Aachen, Germany. ― 2004. ― P. 67‒71.

23. Pivinskii, Yu. E. A study of components of the binding (matrix) system of new refractory concretes. Part 1. Components and general characteristics of binding systems / Yu. E. Piviskii, V. Yu. Belousova // Refract. Ind. Ceram. ― 1999. ― Vol. 40, № 11. ― P. 548‒552.

24. Пивинский, Ю. E. Исследование компонентов вяжущей (матричной) системы новых огнеупорных бетонов. Часть 1. Составы и общая характеристика вяжущей системы / Ю. Е. Пивинский, В. Ю. Белоусова // Огнеупоры и техническая керамика. ― 1999. ― № 12. ― C. 25‒29.

25. Пивинский, Ю. Е. Реология дисперсных систем, ВКВС и керамобетоны. Элементы нанотехнологий в силикатном материаловедении : избр. тр. Т. 3 / Ю. Е. Пивинский. ― СПб. : Политехника, 2012. ― 682 с.

26. Кайнарский, И. С. Корундовые огнеупоры и керамика / И. С. Кайнарский, Э. В. Дегтярева, И. Г. Орлова. ― М. : Металлургия, 1981. ― 161 с.

27. Бюхель, Г. Характер старения бетонов, содержащих альфабонд и алюмокальциевый цемент / Г. Бюхель, И. Штиннессен, Д. Гириш [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2007. ― № 3. ― C. 127‒133.

28. Ismael, M. R. Thermo-mechanical properties of colloidal silica containing castables / M. R Ismael, P. Bonadia, V. C. Pandolfelli // Refractories Applications and News. ― 2010. ― Vol. 15, № 1. ― P. 19‒23.

29. Myhre, B. Alumina based castables with very low contents of hydraulic compound. Part II. Strength and high-temperature reactions of no-cement castables with hydraulic alumina and microsilica / B. Myhre, K. Sunde // Proc. UNITECR 95, Kyoto, Japan. ― 1995, Part II. ― P. 317‒324.

30. Studart, A. R. The termomechanical bechavior of zero-cement, high-alumina castables / A. R. Studart, V. C. Pandolfelli // Am. Ceram. Soc. Bull. ― 2000. ― Vol. 79, № 10. ― P. 53‒60.

31. Pivinskii, Yu. E. Ceramic castables stage in the evaluation of flow-cement refractory concretes. Part 1 / Yu. E. Pivinskii // Refract. Ind. Ceram. ― 2000. ― Vol. 41, № 1/2. ― P. 3‒7.

32. Пивинский, Ю. E. Керамобетоны ― заключительный этап эволюции низкоцементных огнеупорных бетонов. Часть 1 / Ю. Е. Пивинский // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2000. ― № 1. ― C. 11‒15.

33. Pivinskii, Yu. E. Fundamentals of the technology of ceramoconcrete / Yu. E. Pivinskii // Refractories. ― 1978. ― Vol. 19, № 1/2. ― P. 102‒111.

34. Пивинский, Ю. Е. Основы технологии керамобетонов / Ю. Е. Пивинский // Огнеупоры. ― 1978. ― № 2. ― C. 34‒42.

35. Pivinskii, Yu. E. A new generation unshaped refractories / Yu. E. Pivinskii, O. G. Us’yarov // Refract. Ind. Ceram. ― 2006. ― Vol. 47, № 1. ― P. 30‒36.

36. Пивинский, Ю. E. Неформованные огнеупоры нового поколения / Ю. Е. Пивинский, О. Г. Усьяров // Новые огнеупоры. ― 2006. ― № 1. ― C. 35‒41.

37. Zhong, W. Effect of hydratable alumina binder on the creep behavior of cement free high alumina refractory castables / W. Zhong, R. Hubner, N. Rodrigues, V. C. Pandolfelli // UNITECR 97 Congress : proceedings. ― Vol. 3. ― P. 1337‒1346.

38. Pivinskii, Yu. E. Preparation and properties of corundum HCBS and ceramic concretes. Part 1. Mixed HCBS in the system electrocorundum ‒ very fine quartz glass / Yu. E. Pivinskii, P. V. Dyakin // Refract. Ind. Ceram. ― 2010. ― Vol. 51, № 1. ― Р. 25‒31.

39. Пивинский, Ю. Е. Получение и свойства корундовых ВКВС и керамобетонов. Часть 1. Смешанные ВКВС в системе электрокорунд ‒ высокодисперсное кварцевое стекло / Ю. Е. Пивинский, П. В. Дякин // Новые огнеупоры. ― 2010. ― № 1. ― C. 28‒36.

40. Pivinskii, Yu. E. Preparation and properties of corundum HCBS and ceramic concretes. Part 2. Composition and properties of compacted ceramic concretes / Yu. E. Pivinskii, P. V. Dyakin // Refract. Ind. Ceram. ― 2010. ― Vol. 51, № 1. ― P. 32‒38.

41. Пивинский, Ю. Е. Получение и свойства корундовых ВКВС и керамобетонов. Часть 2. Состав и свойства прессованных керамобетонов / Ю. Е. Пивинский, П. В. Дякин // Новые огнеупоры. ― 2010. ― № 2. ― C. 39‒46.

42. Pivinskii, Yu. E. Preparation and properties of corundum HCBS and ceramic concretes. Part 3. Casting and volume constancy of ceramic concretes / Yu. E. Pivinskii, P. V. Dyakin // Refract. Ind. Ceram. ― 2010. ― Vol. 51, № 1. ― C. 88‒94.

43. Пивинский, Ю. Е. Получение и свойства корундовых ВКВС и керамобетонов. Часть 3. Процессы литья и объемопостоянство керамобетонов / Ю. Е. Пивинский, П. В. Дякин // Новые огнеупоры. ― 2010. ― № 3. ― C. 27‒34.

Supplementary files

For citation: Pivinskii Y.E., Dyakin P.V. Cement free castable. Part 5. CFC on alumina hydraulic binder. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2020;(7):25-35. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-7-25-35

Refbacks

There are currently no refbacks.

ISSN 1683-4518 (Print)

Username
Password