Состав и способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из доломитовых безобжиговых жаростойких бетонов, получаемых без предварительного обжига. Технический результат - повышение прочности и термической стойкости бетона. Состав для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона содержит, мас.%: доломитовый заполнитель 65-87, тонкомолотый доломит 6-16, тонкомолотый каустический доломит 2-8, тонкомолотый силикат натрия 2-5, силикат натрия в виде наноразмерных частиц 1-2, тонкомолотый диатомит 6-16, каустический доломит в виде наноразмерных частиц 2-4, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключается в раздельном измельчении компонентов с получением тонкомолотых указанных компонентов с последующим раздельным переводом части силиката натрия и каустического доломита в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см²/г силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С, перемешивании доломитового заполнителя, тонкомолотых доломита, каустического доломита и силиката натрия с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси силиката натрия и каустического доломита в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч. 2 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из безобжигового доломитового жаростойкого бетона.

Технический результат - повышение прочности и термической стойкости изделий из доломитового жаростойкого безобжигового бетона.

Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе композиций из природных и техногенных стекол (1).

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего силикат-глыбы размером частиц более 1-100 микрон, которые в точке растворения в вяжущем или бетоне образуют жидкое стекло, которое невозможно равномерно распределять в массе затвердевшего бетона, что приводит к увеличению плавнеобразующего составляющего и снижению прочности и термической стойкости бетона.

Наиболее близким, т.е. прототипом, являются состав и способ изготовления безобжиговых огнеупоров (2) с использованием состава, который включает натриевую силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, тонкомолотый огнеупорный наполнитель, где предусматривается совместный помол части огнеупорного заполнителя и силикат-глыбы, а также нагрев компонентов до 80-90°С при сухом смешивании, затворение нагретой до 80-90°С водой, формование прессованием при 40 МПа и сушка при 250-300°С в течение 1-2 ч.

Недостатком известных состава и способа является то, что частицы силикат-глыбы после механического помола имеют размеры более 100 мк и поэтому требуется большее время смешивания и большее усилие прессования, что приводит к расслоению изделий при формовании их прессованием при 40 МПа, а также не достигается равномерное распределение частиц силикат-глыбы в смеси и образовавшегося жидкого стекла.

Цель изобретения: повышение прочности, температуры службы и термической стойкости доломитовых жаростойких безобжиговых бетонов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона, включающий доломитовый заполнитель, тонкомолотые доломит и силикат натрия и воду, содержит дополнительно силикат натрия и каустический доломит в виде их наноразмерных частиц и тонкомолотый каустический доломит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Доломитовый заполнитель	65-87
Тонкомолотый доломит	6-16
Тонкомолотый каустический доломит	2-8
Тонкомолотый силикат натрия	2-5
Силикат натрия в виде
наноразмерных частиц	1-2
Тонкомолотый диатомит	6-16
Каустический доломит в виде
наноразмерных частиц	2-4
Вода	из расчета В/Т 0,12-0,14

Поставленная цель также достигается тем, что способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона из состава, указанного выше, заключается в раздельном измельчении компонентов с получением тонкомолотых указанных компонентов с последующим раздельным переводом части силиката натрия и каустического доломита в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см²/г силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С, перемешивании доломитового заполнителя, тонкомолотых доломита, каустического доломита и силиката натрия с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси силиката натрия и каустического доломита в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч.

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона с повышенной прочностью и температурой службы, включают:

доломитовый заполнитель Таркинского месторождения (Республика Дагестан) требуемых фракций;

тонкомолотый доломит с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г;

тонкомолотый каустический доломит с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г;

силикат натрия - отход Огнинского стекольного завода, тонкомолотый до удельной поверхности 2500-3000 см²/г;

тонкомолотый природный молочно-белый опал с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г;

вода - любая, кроме минеральных вод.

Тонкомолотые компоненты предварительно готовят путем раздельного помола в шаровой мельнице, затем силикат натрия и каустический доломит в отдельности переводят в наноразмерные частицы с их размером 10-12 нм путем дегидратационного диспергирования гидратированных частиц с указанной удельной поверхностью силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С.

Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно увеличение прочности и температуры эксплуатации и термической стойкости изделий.

Пример. Предварительно отдозированные части доломитового заполнителя, каустического доломита и силиката натрия в отдельности измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 3000 см²/г, затем в подогреваемую бетономешалку с укрепленными на ее корпусе тэнами и снабженную теплоизоляцией загружают в мас.%: доломитовый заполнитель фракции 0,315 мм 76, тонкомолотый доломит 11, тонкомолотый каустический доломит 5, тонкомолотый силикат натрия 3,5 и смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 85°С водную смесь наноразмерных частиц силиката натрия 1,5 и каустического доломита 3, имеющие размер 10-12 нм, полученные в барбатерах. При непрерывном смешивании дополнительно добавляют подогретую до 85°С воду из расчета водотвердое отношение 0,14, смешивание массы продолжают 3-4 мин. Из этой массы прессуют изделия при удельном давлении 30 МПа и проводят термообработку изделий термоударом при 300°С в сушильной камере в течение 1,5 ч.

Наноразмерные частицы силикат-глыбы и аналогично каустического доломита получают раздельно следующим образом. Тонкомолотую натриевую силикат-глыбу и каустический доломит с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г (для данного примера 3000 см²/г) отдельно гидратируют и помещают в кюветы, находящиеся в кварцевых трубках, которые расположены в печах. В трубки пускают острый водяной пар и нагревают до 200-800°С (в данном примере 800°С). При этом паром уносятся наноразмерные частицы и после холодильника поступают в конденсатоотводчики и барбатеры. Затем из конденсатоотводчиков и барбатеров берут пробы и хроматографическим анализом определяют в барбатере и конденсатосборнике количественное и качественное содержание наночастиц и по достижению достаточного количества содержания их для вышеуказанного состава бетонной смеси водные смеси наночастиц из барбатеров и конденсатоотводчиков нагревают до 80-90°С и применяют для приготовления бетона.

Причем значения массовых процентов соответствующих наночастиц устанавливают путем количественного хроматографического анализа водной смеси из барбатера в процессе получения их.

Предлагаемые состав и способ обеспечивают получение структурно-стабильного изделия без предварительного обжига, повышение прочности, температуры эксплуатации и термической стойкости изделий за счет полного растворения наноразмерных компонентов силиката натрия и каустического доломита с тонкомолотыми частицами наполнителей и заполнителем бетона, а также за счет равномерного распределения их в смеси в процессе смешивания. Изобретение обеспечивает прочность при сжатии после сушки 30-42 МПа, термическую стойкость 40-55 теплосмен (800°С - воздух).

Литература:

1. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Зейфман М.И., Тотурбиев Б.Д. Жаростойкие бетоны на основе композиций из природных и техногенных стекол. М.: Стройиздат, 1966. - 144 с.

2. Способ изготовления безобжиговых огнеупоров. Тотурбиев Б.Д., Батырмурзаев Ш.Д. А.С. СССР №1701693, БИ №48, 30.12.91.

1. Состав для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона, включающий доломитовый заполнитель, тонкомолотые доломит, силикат натрия и воду, отличающийся тем, что он содержит дополнительно силикат натрия и каустический доломит в виде их наноразмерных частиц и тонкомолотый каустический доломит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Доломитовый заполнитель	65-87
Тонкомолотый доломит	6-16
Тонкомолотый каустический доломит	2-8
Тонкомолотый силикат натрия	2-5
Силикат натрия в виде наноразмерных частиц	1-2
Тонкомолотый диатомит	6-16
Каустический доломит в виде наноразмерных частиц	2-4
Вода из расчета В/Т	0,12-0,14

2. Способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона из состава по п.1, заключающийся в раздельном измельчении компонентов с получением тонкомолотых указанных компонентов с последующим раздельным переводом части силиката натрия и каустического доломита в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см²/г силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С, перемешивании доломитового заполнителя, тонкомолотых доломита, каустического доломита и силиката натрия с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси силиката натрия и каустического доломита в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч.