Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

аморфной связки происходит при 600-700 °С с образованием пирофосфата магния Mg 2 P 2 O 7 , при 800-1000 °С последний переходит в ортофосфат [Хорошавин, 1990]. В статье И. Е. Илларионова с соавторами, отмечено, что магнийфосфатное связующее при нагреве претерпевает следующие изменения: Mg(H2PO4)2-2H2O^170°CMg(H2PO4)2 — 230-270°CMg№P2Oy — 400-470°CMg2P4O12. Это соединение присутствует при значении температурном режиме 600-1000 °C, при увеличении до 1200-1800 °C идет процесс разложения магнийфосфатного стекла в оксид магния MgO с возгонкой фосфорного ангидрида P 2 O 5 . При температуре свыше 1800 °C присутствует только оксид магния MgO [Разработка..., 2018]. В работе А. И. Волкова с соавторами, посвященной дегидратации дигидроортофосфата, показано, что после потери воды Mg(H2PO4^2H2O превращается в Mg(H 2 PO 4)2 [Дегидратация., 2016]. Полученный продукт устойчив в интервале температур 250-320 °C. Дальнейшая дегидратация приводит к появлению MgH 2 P 2 O 7 , конечным продуктом является тетраметафосфат магния Mg2P4O12. Авторы отмечают, что в процессе удаления воды размеры вновь образовавшихся кристаллов значительно мельче предыдущих. Наиболее мелкие кристаллы характерны для Mg 2 P 4 O 12 . Нами были проведены исследования фазового состава бетонов в зависимости от термообработки смеси. Исходя из данных рентгенофазового анализа, ньюбериит при температуре 150 °С перешел в моногидрат гидроортофосфата MgHPO 4 -ftO , при температуре 200 °С MgHPO 4 -ftO преобразовался в дигидропирофосфат MgH 2 P 2 O 7 , после границы 400 °C на рентгенограмме отмечены линии тетраметафосфата Mg2P4O12, от 700 °С и далее — ортофосфата Mg 3 (PO 4 ) 2 : MgHPO4-3H2O^(150^ M g H P O ^ O —(200 2 O 7 ——(400°С) Mg2P4O12^(700°С) Mg3(PO4)2 Были построены графики изменения показателей плотности, объема и прочности бетонов в зависимости от состава используемого брикета и соотношения фракций в шихте. Прочность образцов при комнатной температуре: из брикета «1» (шихта для бетона с 30 % фракции менее 0,063 мм) — до 35 МПа, из брикета «2» (шихта для бетона с 40 % фракции менее 0,063 мм) — до 50 МПа. В более ранних исследованиях бетонов с магнийфосфатным цементом было отмечено, что они теряют прочность при термообработке из-за потери химически связанной воды и разрушения конденсационно-кристаллизационной структуры. Показатели механической прочности снижены, особенно для образцов, нагретых до температуры 1000-1100 °С. Степень потери прочности не должна увеличиваться, иначе в процессе эксплуатации произойдет скалывание бетона. При дальнейшем нагревании протекают процессы поликонденсации и полимеризации основных структурообразующих фосфатных соединений, обеспечивающих формирование износостойкой структуры и объемного постоянства бетона. График изменения прочности бетонов из шихты: 60 мас. % брикета фракции менее 3 мм и 40 мас. % фракции менее 0,063 мм приведен на рис. 1. Отмечено, что более высокую прочность при изменении температуры имеют образцы из брикета «2». Возрастание прочности образцов из брикета «1» при температуре 1200 °С до 50 МПа связано с меньшим количеством отходов магнезитового огнеупора в составе брикета «1», что приводит к более интенсивному спеканию. Как будет показано ниже, при этом происходит резкое снижение объема образца, что усложняет практическое применение материала такого состава. Показатели предела прочности при сжатии и плотности зависят от изменений объема бетона. При нагревании до температуры 900 °С он уменьшается в той или иной степени в зависимости от гранулометрического состава шихты и состава брикета. В области температур 1000-1100 °С начинается его увеличение и, следовательно, разупрочнение бетона (рис. 2, состав брикета то, что и в рис. 1). Несмотря на то, что образцы (60 мас. % фракции <3 мм и 40 мас. % фракции <0,063 мм) из брикета «2» имеют несколько более высокие объемные изменения до температуры 1000 °С, но при 1200 °С спекаются не так сильно, как из брикета «1». В целом можно отметить, что объем образцов из брикета «1» изменяется следующим образом: • для шихты с 20 мас. % фракции менее 0,063 мм в интервале температур 450-900 °С объем уменьшился на 0,5 %, при 1000 °С — не изменился, а дальнейшее нагревание до 1200 °С приводит к увеличению объемных изменений до 7 %; Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 30-40. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 30-40. © Белогурова О. А., Саварина М. А., Шарай Т. В., 2022 33