Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 98937 10.62980/2076-0655-2025-50-61 aizuso ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА PATTERNS OF PHASE FORMATION DURING PRODUCTION OF HIGH-ALUMINA CEMENT CLINKER WITH THE ADDITION OF ZIRCONIUM DIOXIDE ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ФАЗ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ВЫСОКОГЛИНОЗЕ МИСТОГО ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА С ДОБАВКОЙ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ Кривобородова Светлана Юрьевна Krivoborodova Svetlana Yur'evna skrivoborodova@rambler.ru Коршунов Андрей Владимирович Korshunov Andrey Vladimirovich korshunovav@mgsu.ru

доктор химических наук;

doctor of chemical sciences;

 Московский государственный строительный университет Moscow State University of Civil Engineering 06 06 2025 06 06 2025 32 1 50 61 04 02 2025 19 02 2025 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/98937/view

Исследованы процессы фазообразования в тройной системе CaO–Al2O3–ZrO2 в условиях высокотемпературных твердофазных реакций применительно к получению огнеупорных высокоглиноземистых цементов. Установлено, что в смесях «мел – технический глинозём – оксид циркония» при нагревании до 900°С происходит быстрое разложение CaCO3 и взаимодействие образовавшегося CаO с Al2O3 с образованием С12A7. При 1000-1100°С в реакционных смесях фиксируется появление тройного соединения 7CаO*3Al2O3*ZrО2. Показано, что обжиг сырьевой смеси при 1200-1400°С позволяет получить высокоглиноземистый клинкер с преобладающими фазами СА2, СА и C7A3Z; в небольших количествах в продуктах обжига присутствуют CаZrО3, Al2O3 и ZrО2. Введение в смеси оксихлорида алюминия AlOCl ускоряет процессы минералообразования.

The processes of phase formation in the ternary system CaO–Al2O3–ZrO2 under conditions of high-temperature solid-phase reactions as applied to the production of refractory high-alumina cements were studied. It has been established that in mixtures of “chalk – technical alumina – zirconium oxide” when heated to 900°C, rapid decomposition of CaCO3 occurs and the resulting CaO interacts with Al2O3 to form C12A7. At 1000-1100°C, the appearance of the ternary compound 7CaO*3Al2O3*ZrO2 is recorded in reaction mixtures. It has been shown that firing the raw mixture at 1200-1400°C allows obtaining high-alumina clinker with predominant phases CA2, CA and C7A3Z; CaZrO3, Al2O3 and ZrO2 are present in small quantities in the roasting products. The introduction of aluminum oxochloride AlOCl into the mixture accelerates the mineral formation processes.

 высокоглинозёмистый цемент оксид циркония алюмоцирконат кальция клинкерообразование high alumina cement zirconium oxide calcium aluminum zirconate clinker formation. Работа выполнена в НИУ МГСУ в рамках реализации Программы развития университета «ПРИОРИТЕТ 2030». Проект 3.1 «Научный прорыв в строительной отрасли – новые технологии, новые материалы, новые методы». The work was carried out at NIU MSCU within the framework of the University Development Program “PRIORITY 2030”. Project 3.1 “Scientific breakthrough in the construction industry - new technologies, new materials, new methods”

Неформованные огнеупоры: Справочное издание: В 2-х томах. Т. 1. Книга 1. Общие вопросы технологии / Ю. Е. Пивинский. — 2-е изд. — М.: Теплотехник, 2004. — 448 с. Neformovannye ogneupory: Spravochnoe izdanie: V 2-h tomah. T. 1. Kniga 1. Obschie voprosy tehnologii / Yu. E. Pivinskiy. — 2-e izd. — M.: Teplotehnik, 2004. — 448 s. Неформованные огнеупоры: Справочное издание: В 2-х томах. Т. И. Свойства и применение неформованных огне-упоров / Под ред. И. Д. Кащеева. — 2-е изд. — М.: Тепло-техник, 2004. — 400 с. Neformovannye ogneupory: Spravochnoe izdanie: V 2-h tomah. T. I. Svoystva i primenenie neformovannyh ogne-uporov / Pod red. I. D. Kascheeva. — 2-e izd. — M.: Teplo-tehnik, 2004. — 400 s. Некрасов К.Д. Жароупорный бетон. - М.: Промстройиз-дат, 1957. — 283 с. Nekrasov K.D. Zharoupornyy beton. - M.: Promstroyiz-dat, 1957. — 283 s. Куколев Г.В., Ройзен А.И. Огнеупорные бетоны с повы-шенными огневыми свойствами // Огнеупоры, 1949, №2, С. 11-12. Kukolev G.V., Royzen A.I. Ogneupornye betony s povy-shennymi ognevymi svoystvami // Ogneupory, 1949, №2, S. 11-12. Кузнецова, Т. В. Изменения свойств высокоглиноземи-стого цементного камня при нагревании / Т. В. Кузнецова // Сухие строительные смеси. – 2018. – № 1. – С. 26-28. – EDN XQIBHV. Kuznecova, T. V. Izmeneniya svoystv vysokoglinozemi-stogo cementnogo kamnya pri nagrevanii / T. V. Kuznecova // Suhie stroitel'nye smesi. – 2018. – № 1. – S. 26-28. – EDN XQIBHV. Krivoborodov, Y. R. Refractory Concrete Based on High-Alumina Cement and Clinker Filler / Y. R. Krivoborodov, T. V. Kuznetsova, S. V. Samchenko // Refractories and Industri-al Ceramics. – 2021. – Vol. 62, No. 2. – P. 153-156. – DOI 10.1007/s11148-021-00575-8. – EDN HCXKHL Krivoborodov, Y. R. Refractory Concrete Based on High-Alumina Cement and Clinker Filler / Y. R. Krivoborodov, T. V. Kuznetsova, S. V. Samchenko // Refractories and Industri-al Ceramics. – 2021. – Vol. 62, No. 2. – P. 153-156. – DOI 10.1007/s11148-021-00575-8. – EDN HCXKHL Krivoborodov, Y. R. Structural Changes in Refractory Cal-cium Aluminate Cement Concrete / Y. R. Krivoborodov, T. V. Kuznetsova, S. V. Samchenko // Refractories and Industrial Ceramics. – 2018. – Vol. 59, No. 2. – P. 151-155. – DOI 10.1007/s11148-018-0197-1. – EDN BREKVE. Krivoborodov, Y. R. Structural Changes in Refractory Cal-cium Aluminate Cement Concrete / Y. R. Krivoborodov, T. V. Kuznetsova, S. V. Samchenko // Refractories and Industrial Ceramics. – 2018. – Vol. 59, No. 2. – P. 151-155. – DOI 10.1007/s11148-018-0197-1. – EDN BREKVE. Влияние режимов термообработки на процесс синтеза кальций-алюминатных фаз в технологии особо чистого высокоглиноземистого цемента / М. А. Трубицын, М. Н. Япрынцев, Л. В. Фурда [и др.] // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2022. – № 2. – С. 84-93. – DOI 10.34031/2071-7318-2021-7-2-84-93. – EDN TOWZFY. Vliyanie rezhimov termoobrabotki na process sinteza kal'ciy-alyuminatnyh faz v tehnologii osobo chistogo vysokoglinozemistogo cementa / M. A. Trubicyn, M. N. Yapryncev, L. V. Furda [i dr.] // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. – 2022. – № 2. – S. 84-93. – DOI 10.34031/2071-7318-2021-7-2-84-93. – EDN TOWZFY. Анализ структурно-фазового состояния моноалюмина-та кальция / Ю. А. Абзаев, Ю. С. Саркисов, Т. В. Кузнецова [и др.] // Инженерно-строительный журнал. – 2014. – № 3(47). – С. 56-62. – DOI 10.5862/MCE.47.6. – EDN SBZAHX. Analiz strukturno-fazovogo sostoyaniya monoalyumina-ta kal'ciya / Yu. A. Abzaev, Yu. S. Sarkisov, T. V. Kuznecova [i dr.] // Inzhenerno-stroitel'nyy zhurnal. – 2014. – № 3(47). – S. 56-62. – DOI 10.5862/MCE.47.6. – EDN SBZAHX. Гусев, Б. В. Свойства глиноземистых цементов при раз-личных режимах кристаллизации расплава / Б. В. Гусев, Т. В. Кузнецова, С. В. Самченко // ХХ Менделеевский съезд по общей и прикладной химии : Тезисы докладов в 5 то-мах, Екатеринбург, 26–30 сентября 2016 года / Уральское отделение Российской академии наук. Том 3. – Екатеринбург: Ураль-ское отделение РАН, 2016. – С. 150. – EDN XXTGWL. Gusev, B. V. Svoystva glinozemistyh cementov pri raz-lichnyh rezhimah kristallizacii rasplava / B. V. Gusev, T. V. Kuznecova, S. V. Samchenko // HH Mendeleevskiy s'ezd po obschey i prikladnoy himii : Tezisy dokladov v 5 to-mah, Ekaterinburg, 26–30 sentyabrya 2016 goda / Ural'skoe otdelenie Rossiyskoy akademii nauk. Tom 3. – Ekaterinburg: Ural'-skoe otdelenie RAN, 2016. – S. 150. – EDN XXTGWL. Жигачев А.О., Головин Ю.И., Умрихин А.В. и др. Ке-рамические материалы на основе диоксида циркония. М.: Техносфера, 2018. 358 с. Zhigachev A.O., Golovin Yu.I., Umrihin A.V. i dr. Ke-ramicheskie materialy na osnove dioksida cirkoniya. M.: Tehnosfera, 2018. 358 s. Неорганическая химия: В 3 т. / Под ред. Ю. Д. Третья-кова. Т. 1: Физико-химические основы неорганической химии: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / М.Е.Тамм, Ю. Д. Третьяков; — М.: Издательский центр «Академия», 2004 — 240 с. Neorganicheskaya himiya: V 3 t. / Pod red. Yu. D. Tret'ya-kova. T. 1: Fiziko-himicheskie osnovy neorganicheskoy himii: Uchebnik dlya stud. vyssh. ucheb. zavedeniy / M.E.Tamm, Yu. D. Tret'yakov; — M.: Izdatel'skiy centr «Akademiya», 2004 — 240 s. Неорганическая химия: в 3 т. / под ред. Ю. Д. Третьяко-ва. Т. 3.: Химия переходных элементов. Кн. 1: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [А. А. Дроздов, В.П. Злома-нов, Г. Н. Мазо, Ф. М. Спиридонов]. — М.: Издательский центр «Академия», 2007 — 352 с. Neorganicheskaya himiya: v 3 t. / pod red. Yu. D. Tret'yako-va. T. 3.: Himiya perehodnyh elementov. Kn. 1: uchebnik dlya stud. vyssh. ucheb. zavedeniy / [A. A. Drozdov, V.P. Zloma-nov, G. N. Mazo, F. M. Spiridonov]. — M.: Izdatel'skiy centr «Akademiya», 2007 — 352 s. Оковитый В.В. Выбор оксидов для стабилизации диок-сида циркония при получении теплозащитных покрытий // Наука и техника. 2015. №5. С. 27–32. Okovityy V.V. Vybor oksidov dlya stabilizacii diok-sida cirkoniya pri poluchenii teplozaschitnyh pokrytiy // Nauka i tehnika. 2015. №5. S. 27–32. Dominika Madej, Katarzyna Siero´n, Andrzej Kruk. Syn-thesis and performance of aluminous cements containing zirconium and strontium as alternatives to the calcium alu-minate cements designed for the production of high perfor-mance refractories // Cement and Concrete Composites 130 (2022) 104518, https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2022.104518 Dominika Madej, Katarzyna Siero´n, Andrzej Kruk. Syn-thesis and performance of aluminous cements containing zirconium and strontium as alternatives to the calcium alu-minate cements designed for the production of high perfor-mance refractories // Cement and Concrete Composites 130 (2022) 104518, https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2022.104518 Dominika Madej. Strontium Retention of Calcium Zirco-nium Aluminate Cement Paste Studied by NMR, XRD and SEM-EDS // Materials 2020 , 13 (10), 2366; https://doi.org/10.3390/ma13102366 Dominika Madej. Strontium Retention of Calcium Zirco-nium Aluminate Cement Paste Studied by NMR, XRD and SEM-EDS // Materials 2020 , 13 (10), 2366; https://doi.org/10.3390/ma13102366 Dominika Madej, Andrzej Kruk. Monitoring hydration of Sr-doped calcium zirconium aluminate (Ca,Sr)7ZrAl6O18 cement via electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and supported techniques // Construction and Building Ma-terials 206 (2019) 307–320, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.073 Dominika Madej, Andrzej Kruk. Monitoring hydration of Sr-doped calcium zirconium aluminate (Ca,Sr)7ZrAl6O18 cement via electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and supported techniques // Construction and Building Ma-terials 206 (2019) 307–320, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.073