Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

Введение Особенности технологии неформованных материалов на основе отхода обогатительного производства Ковдорского ГОКа с использованием разных фосфатных связующих рассмотрены ранее в работах [1-4]. Продукты химического взаимодействия заполнителя и магнийфосфатного цемента — кислые фосфаты или гидраты средних фосфатов. При нагревании эти соединения вступают в реакцию поликонденсации и образуют прочные адгезионные связи с поверхностью микрочастиц. Этим объясняется твердение вяжущих композиций. Цель настоящего исследования — оценить возможность вторичного использования отработанных неформованных материалов, выявить влияние состава шихты и режима сушки на показатели прочности бетонов, получаемых на их основе. Объект исследования — отработанные неформованные материалы на МФС. Для получения бетона, кроме основного компонента, использован брикет фракционного состава: <0,2 мм (50 %) и <0,063 мм (15 %) форстерита и 3-0,2 мм отхода магнезитового огнеупора (35 %, MgO до 90 %). Шихту для брикета прессуют (временная связка — поливиниловый спирт) под давлением 50-70 МПа и сутки сушат в естественных условиях. Обжигают при 1 400 °C, измельчают до фракций <3 и < 0,063 мм. Полученные фракции брикета используют в бетонах при их соотношении: 70/30, 60/40, 50/50. Из магния углекислого основного Mg5(CO3MOH)2'4H2O и ортофосфорной кислоты марки 12-3 ОП-4 (квалификации ос. ч.) готовят МФС. Основные этапы изготовления бетонов: компоненты шихты смешивают, вводят МФС (плотность 1,50 г/см3), заливают в разъемные металлические формы высотой 45 мм, сушат в форме по выбранному режиму, охлаждают вместе с сушильным шкафом и извлекают из формы. Фазовый состав исследован методом рентгеновской дифракции на дифрактометре XRD 6000 Shimadzu. Грани скола исследовали с использованием метода сканирующей электронной микроскопии (SEM) на микроскопе SEM LED 420. Результаты Твердение смеси обусловлено появлением ряда фосфатов магния, которые образуют прочные адгезионные связи с поверхностью микрочастиц. Сушка способствует более быстрому нарастанию прочности. После заливки смеси нагрев образцов осуществляли вместе с формой. При режимах (4-6) сушку проводили при последовательной обработке образцов в течение 1 сут при 90 и 180 °С. При режимах (7-9) в первые сутки сушили образцы до 90 °С, а во вторые — нагревали до 180 °С. Медленное охлаждение материала устраняло возможность осыпания поверхностных слоев. По режиму 1 образцы находятся на воздухе в течение 7 сут. Режимы сушки приведены в таблице. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 195-200. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 195-200. Температура и время сушки Режим Температура термообработки, °С 90 120 180 Время сушки, ч 2 0,5 — — 3 — 0,5 — 4 0,5 — 0,5 5 2 — 1 6 — 0,5 0,5 7 0,5 — 0,5 8 1 — 2 9 0,5 0,5 — В магнийфoсфатных цементах присутствуют фазы переменного состава. Первичные новообразования в основном аморфны и только при нагревании склонны к кристаллизации и взаимодействию с зернами наполнителя. Согласно исследованиям ученых, МФС при нагреве © Белогурова О. А., Саварина М. А., 2025 196