بررسی تاثیر استفاده از اتصالات فسفاتی در جرم های کم سیمان

مواد و متالوژی
دانلود مقاله مهندسی مواد بررسی تاثیر استفاده از اتصالات فسفاتی در جرم های کم سیمان چكیده : در این پژوهش به بررسی امکان استفاده از اتصالات فسفاتی در جرم-های کم سیمان در کنار اتصالات هیدراتی و سرامیکی پرداخته شد. بدین منظور یک جرم کم سیمان آلومینا-منیزیا به عنوان جرم پایه(جرم A)، انتخاب و 5% هگزامتافسفات سدیم به آن اضافه گردید (جرم B). مخلوط هر یک از ترکیبات پس از شکل دهی، خشک و سپس در دماهای Cº900 و Cº1400 پخت شدند. در ادامه مقادیر درصد تخلخل ظاهری، دانسیته نسبی و استحکام فشاری سرد نمونه ها اندازه گیری و مطالعات فازی و ریزساختاری انجام شد. نتایج نشان داد که در دمای Cº110، مقدار استحکام فشاری سرد جرم B حدود سه برابر و درصد تخلخل ظاهری کمتر از نصف آن در جرم A بوده که علت آن حضور فازهای فسفاتی Mg2P2O7 و AlPO4.2H2O در این جرم می باشد. همچنین در فاصله دمایی Cº1000-800 که باندهای هیدراته در جرم کم سیمان A به علت دهیدراسیون از بین رفته و خواص آن تضعیف می شود، در جرم B استحکامی چهار برابر بیشتر و ناشی از حضور فازهای سوزنی فسفات منیزیم در این محدوده دمایی مشاهده گردید. پس از پخت در Cº1400 نیز در جرم B استحکام فشاری فوق العاده ای در حد مقادیر بیش از MPa100 بدست آمد. لذا بر اساس مطالعات انجام شده مشاهده شد که استفاده از افزودنی فسفات در این جرم ها مفید بوده و باندهای فسفاتی ناشی از آن در کلیه دماها سبب بهبود خواص جرم های کم سیمان آلومینا-منیزیا می گردد. واژه‌های کلیدی: فسفات کم سیمان آلومینا-منیزیا جرم دیرگداز مقدمه: استفاده از جرم های دیرگداز امروزه در صنایع مختلف از جمله صنایع فولاد که نیاز به استفاده از موادی با مقاومت در شرایط مختلف در فرایند های فولادسازی دارند، به شدت گسترش یافته است [1]. از طرف دیگر جرم های ریختنی متداول به دلایل مختلفی چون استحکام کم، دیرگدازی پایین و سایر مشکلات مربوط به استفاده از سیمان در آن ها برای چنین کاربردهایی چندان مناسب نبوده و در سال های اخیر دسته جدیدی از این جرم ها با عنوان جرم های کم-سیمان مورد توجه قرار گرفته‌اند [2،3]. در جرم های دیرگداز کم-سیمان برای جبران کاهش میزان سیمان و افزایش کارپذیری استفاده از نوعی اتصال قوی و پایدار که از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشد، ضروری است [4]. به طور کلی اتصالاتی که در جرم های دیرگداز به کار می‌روند عبارتند از اتصالات هیدرولیک، اتصالات شیمیایی و اتصالات سرامیکی. اتصالات هیدرولیک که عمدتاً بر پایه سیمان آلومینات کلسیم می باشند نقش مهمی را به عنوان بایندر در دماهای پایین دارا می باشند. زمانی که سیمان آلومینات کلسیم با آب واکنش می-دهد، بر حسب شرایط زمانی و دمایی فازهای مختلف آلومینات کلسیم هیدراته نظیر CAH10، C2AH8، C3AH6 و AH3 تشکیل و سبب اتصال در دماهای پایین می گردد [5،6]. اما مشکل اصلی در استفاده از باندهای هیدرولیک، از بین رفتن آن ها عمدتاً در محدوده دمایی Cº1000-800 می باشد ( آب های هیدرولیک تبخیر و واکنش های هیدراسیون عکس می شود) که در اثر آن استحکام جرم به شدت کاهش می-یابد [7] و لذا باید به دنبال جایگزینی مناسب جهت جبران باندهای هیدرولیکی از بین رفته و ایجاد اتصالات جدید در این محدوده دمایی در جرم های کم سیمان بود. انواع اتصالات شیمیایی که در جرم های دیرگداز استفاده می شوند شامل فسفات ها، سولفات ها و کرومات ها می باشند. در برخی از تحقیقات انجام شده در این زمینه استفاده از اتصالات شیمیایی و از میان آنها اتصالات فسفاتی جهت جایگزینی کامل در این جرم ها پیشنهاد شده است [10-8] همچنین ذکر شده که هگزامتافسفات سدیم نسبت به سایر فسفات ها تاثیر بهتری روی خواص دارد [11]. طبیعت باندهای فسفاتی در حین فرایند گیرش تغییر می کند، بدین ترتیب که در ابتدا وقتی که فسفات ها با آب مخلوط می شوند، نوعی ژل تشکیل و در ادامه با افزایش دما از دمای اتاق به حدود Cº1300 ژل ها به اتصالات شیمیایی تبدیل می شوند [12]. فهرست مطالب بررسی تاثیر استفاده از اتصالات فسفاتی در جرم های کم سیمان 1 چكیده 1 واژه‌های کلیدی 2 1- مقدمه 3 2- روش آزمایش 4 3- نتایج و بحث 5 4- نتیجه گیری 12 مراجع 12