Композиция для изготовления жаростойких бетонов

Авторы патента:

C04B28/34 - содержащие низкотемпературные фосфатные связующие

C04B111/20 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2574438:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов. Композиция для жаростойких бетонов содержит, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм 33-40, песок с модулем крупности 1,68 10-13, H₃PO₄ 10-15, шлам карналлитовых хлоратов, образующийся при флотационном обогащении титаномагниевых руд с содержанием, мас.%: SiO₂ 12,8; Al₂O₃ 19,4; Fe₂O₃ 19,8; CaO 16,4; MgO 5,2; TiO₂ 6,4; п.п.п. 20 - 24-30. 3 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. К химическим связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.

Известны композиции для получения пористых заполнителей (для бетонов) на основе химических связующих следующего состава, мас.%: жидкое стекло - 45-65; хлорид натрия - 5-15; отход горно-обогатительной фабрики при обогащения угля - 15-20; межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев -15-20 ( патент РФ №2440312, МПК C04B 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. - №2010122114, заявл. 31.05.2010; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2) [1].

Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,65-2,75 МПа.

Наиболее близкой к изобретению является композиция для получения жаростойких бетонов (композитов), включающая следующие компоненты, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; Н₃РО₄ - 10-15; шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас.%: SiO₂ - 2,5; Al₂O₃ - 72,18; TiO₂ - 10,2; Fe₂O₃ - 0,30; CaO - 11,4; MgO - 3,3 - 24-30 ( патент РФ №2521005, МПК C04B 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. - №201312609, заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014. Бюл. №18) [2].

Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°C и низкая термостойкость.

Задача изобретения - повышение качества жаростойкого бетона.

Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов (композитов).

Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н₃РО₄, дополнительно вводят шлам карналлитовых хлоратов, образующихся при флотационном обогащении титаномагниевых руд с содержанием, мас.%: SiO₂ - 12,8; Al₂O₃ - 19,4; Fe₂O₃ - 19,8; CaO - 16,4; MgO - 5,2; TiO₂ - 6,4; п.п.п. - 20 при следующем содержании компонентов, мас.%:

отработанный катализатор ИМ-2201	10-15
щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм	33-40
речной песок с модулем крупности 1,68	10-13
Н₃РО₄	10-15
шлам карналлитовых хлоратов, образующихся
при флотационном обогащении титаномагниевых руд
с содержанием, мас.%: SiO₂ - 12,8; Al₂O₃ - 19,4; Fe₂O₃ - 19,8;
СаО - 16,4; MgO - 5,2; TiO₂ - 6,4; п.п.п. - 20	24-30

Шлам карналлитовых хлоратов - отвальный продукт, образующийся при флотационном обогащении титаномагниевых руд, представляющий собой тонкодисперсный минеральный продукт со следующими характеристиками: степень дисперсности - 9500-105090 см²/г, число пластичности - 12-14, воздушная усадка - 6-8%. Химический состав шлама карналлитовых хлоратов, образующийся при флотационном обогащении титаномагниевых руд представлен в табл. 1.

Для изготовления жаростойких бетонов использовались:

А) щебень, отвечающий требованиям ГОСТа Г 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» М 600, 800-1000, со средней плотностью зерен от 2,0 до 2,5 кг/м³ из карбонатных пород, добываемый в Самарской области, фракции 5-10 мм;

Б) песок, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных, работ. Технические условия». Песок, речной, добываемый в Самарской области, имел следующие показатели: средняя плотность в сухом состоянии - 1,5 кг/м³; содержание илистых, пылевидных и глинистых частиц ее более - 0,7% по массе; истинная плотность песка речного - 2,65 г/см³; наличие суглинка, комков глины и прочих засоряющих примесей не более - 0,05%; модуль крупности - 1,68.

Для изготовления жаростойких бетонов использовалась в качестве связующей ортофосфорная кислота Н₃РО₄ в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 261213002110. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н₃РО₄) не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см³.

В предложенных составах (табл. 2), как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства), отвечающий требованиям - ТУ 38 Л 03544-89. Химический состав катализатора представлен в табл. 1.

Согласно ТУ 38.103544-89 отработанный катализатор ИМ-2201 должен иметь следующие показатели; внешний вид порошка - серо-зеленого цвета, насыпная плотность 1,0-1,5 г/см³; массовая доля Al₂O₃ не менее 70%.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких бетонов и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.

Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие бетоны требуют особую термообработку.

Для бетонов на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в табл. 2 - нагревание до 500°C с подъемом температуры до 200°C со скоростью 60°C/ч и до 500°C - 150°C/ч, выдерживание в течение 4 ч, охлаждение вместе с печью.

В табл. 3 представлены физико-механические показатели жаростойкого бетона.

Как видно из табл. 3 жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании шлама карналлитовых хлоратов, образующийся при флотационном обогащении титаномагниевых руд позволяет значительно повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.

Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов,

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2440312, МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. - №2010122114, заявл. 31.05.2010; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2.

2. Патент РФ №2521005, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. - №2013102609, заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014. Бюл. №18.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и H₃PO₄, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлам карналлитовых хлоратов, образующихся при флотационном обогащении титаномагниевых руд с содержанием, мас.%: SiO₂ - 12,8; Al₂O₃ - 19,4; Fe₂O₃ - 19,8; СаО - 16,4; MgO - 5,2; TiO₂ - 6,4; п.п.п. - 20 при следующем содержании компонентов, мас.%:

отработанный катализатор ИМ-2201	10-15
щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм	33-40
речной песок с модулем крупности 1,68	10-13
H₃PO₄	10-15
шлам карналлитовых хлоратов, образующихся
при флотационном обогащении титаномагниевых руд
с содержанием, мас.%: SiO₂ - 12,8; Al₂O₃ - 19,4; Fe₂O₃ - 19,8;
СаО - 16,4; MgO - 5,2; TiO₂ - 6,4; п.п.п. - 20	24-30

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Технический результат заключается в повышении предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2568443

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов (композитов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких бетонов содержит, мас.%: щебень из карбонатных пород фракций 5-10 мм 25-30, песок речной с модулем крупности 1,68 22-30, H3PO4, в которой массовая доля ортофосфорной кислоты не менее 85%, 10 - 12, отработанный катализатор ИМ-2201, содержащий оксиды, мас.%: SiO2 - 7,90; Al2O3 - 74,5; Fe2O3 - 0,15; MgO - 0,10; Cr2O3 - 14,8; R2O - 1,57, 10-13, алюмосодержащий шлам щелочного травления алюминия, содержащий 80% частиц размером менее 20 мкм и оксиды, мас.%: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 45,2; Fe2O3 - 1,4; CaO - 1,2; MgO - 5,2; R2O - 9,8; п.п.п.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2568203

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких композитов включает, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-13, щебень из карбонатных пород фракций 5-10 мм 25-30, песок речной с модулем крупности 1,68 22-30, H3PO4 10-12, алюмосодержащий шлам щелочного травления алюминия 10-13, кальцийсодержащий шлам обработки алюминия карбонатным шламом, образующимся после умягчения воды, 10-15.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2567911

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов (композитов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких бетонов содержит, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм 33-40, H3PO4 10-15, доломитовые высевки 10-13, шлам, образующийся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра с содержанием, мас.%: SiO2 - 4,5; Al2O3 - 78,5; Fe2O3 - 2,9; СаО - 2,5; MgO - 1,1; R2O - 4,1; п.п.п.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2558567

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов (композитов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких бетонов включает, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород фракции 5 - 10 мм 33-40, известняковую муку 10-13, Н3РO4 10-15, шлам, образующийся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра с содержанием, мас.%: SiO2 - 4,5; Аl2O3 - 78,5; Fе2О3 - 2,9; СаО-2,5; MgO - 1,1; R2O - 4,1; п.п.п.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2553115

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов (композитов) на основе химических связующих. К химически связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыбу (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.

Композиция для получения термозащитного покрытия и термозащитное покрытие // 2529525

Группа изобретений относится к производству теплозащитных покрытий, предназначенных для теплоизоляции конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур, например трубопроводов, печей, и может найти применение в разных отраслях промышленности.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2528643

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких композитов содержит, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень 33-40, песок 10-13, Н3РO4 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с содержанием, мас.%: SiO2 - 7,2, Al2O3 - 68,3, Fe2O3 - 1,4, MgO - 0,7, Cr2O3 - 10,2, R2O - 11,8 24-30.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2526090

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких композитов содержит, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень 33-40, песок 10-13, Н3РO4 10-15, алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, с содержанием, мас.%: SiO2 - 2,5, Al2O3 - 64,4, Fe2O3 - 1,1, CaO - 4,4, MgO - 4,2, R2O - 17,2, п.п.п.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2524155

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойкого бетона на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойкого бетона, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень, песок и H3PO4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит обожженный солевой алюминиевый шлак при температуре 1000°C с содержанием, мас.%: SiO2 - 4,75; Al2O3 - 77,3; Fe2O3 - 1,6; CaO - 2,57; MgO - 7,5; R2O - 5,13, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень 33-40, песок 10-13, H3PO4 10-15, указанный солевой шлак 24-30.

Высокопрочный бетон // 2573664

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Высокопрочный бетон // 2573503

Термостойкий композиционный материал и способ его получения // 2573468

Изобретение относится к композиционным материалам, которые могут применяться, например, в авиационной и космической технике, а также в различных отраслях строительства.

Сырьевая композиция для изготовления напольных резино-полимерных плит // 2572098

Изобретение относится к строительству и животноводству, к резинотехнической промышленности, к области утилизации отходов производства резинотехнических изделий и отслуживших резинотехнических изделий медицинского и бытового назначения, например автомобильных покрышек, и может быть использовано в производстве напольных резино-полимерных плит, в частности, для животноводческих помещений.

Способ получения пластификатора для бетонных смесей // 2571967

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению добавок в цементные бетоны для пластификации бетонных смесей.

Композиции цемента с высокой фотокаталитической активностью и улучшенной реологией // 2571623

Группа изобретений относится к фотокаталитическим композициям цемента. Технический результат - увеличение фотокаталитической активности, устранение нежелательного явления стекания до отверждения продукта.

Древесно-мраморно-цементная смесь // 2570215

Древесно-мраморо-цементная смесь для изготовления теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов содержит в качестве неорганической добавки полипропиленовые волокна длиной 8-30 мм и диаметром 0,08-0,3 мм, а также микромрамор с частицами крупностью не более 10 микрометров, в том числе до 0,02 мас.% частиц крупностью до 0,5 микрометров, включая наночастицы, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 38-39, известь строительная гидратная гашеная 4-5, опилки хвойных пород 43,6-45,6, микромрамор 4-5, жидкое стекло 6-7,5, хлорид кальция 2,3-4,3, полипропиленовые волокна 0,1-0,2, причем добавка воды к указанной смеси выполнена до получения водоцементного отношения, равного 0,8-1,2.

Древесно-талькохлорито-цементная смесь // 2570214

Древесно-талькохлорито-цементная смесь для изготовления теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов содержит в качестве неорганической добавки полипропиленовые волокна длиной 8-30 мм и диаметром 0,08-0,3 мм, а также талькохлорит в виде порошка с частицами крупностью не более 500 микрометров, в том числе до 0,02% частиц крупностью до 0,5 микрометров, включая наночастицы, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 37,2-38, известь строительная гидратная гашеная 4-5, опилки 43,6-48, талькохлорит 6-7, жидкое стекло 6-7,5, хлорид кальция 2,3-5,5, полипропиленовые волокна 0,1-0,2, причем добавка воды к указанной смеси выполнена до получения водоцементного отношения 0,8-1,2.

Активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей // 2570158

Изобретение относится к составам асфальтобетонных смесей и может быть использовано при выполнении ремонтных и строительных работ асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Бетон песчаный // 2569947

Изобретение относится к строительным материалам для изготовления изделий из бетона. Бетон песчаный включает портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности 2,7-3,2, наполнитель, гиперпластификатор «Melflux 2651 F», воду, в качестве наполнителя использован шлам химической водоочистки (ШХВО), введена водоудерживающая добавка в виде микрокремнезема, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 16,7-18,4, кварцевый песок 68,4-70,0, ШХВО 1,2-2,5, микрокремнезем 0,8-2,8, гиперпластификатор «Melflux 2651 F» 0,08-0,09, вода 8,91-10,11, при этом удельная поверхность ШХВО составляет от 1200 до 1300 м2/кг.

Полимерный строительный материал // 2574639

Изобретение относится к полимерным строительным материалам, изготовленным на основе полиэфирной смолы, и может быть использовано для изготовления архитектурных элементов для фасада здания, тротуарной плитки, облицовочной плитки и элементов ограждающих конструкций. Полимерный строительный материал, полученный из смеси, включающей полиэфирную смолу марки Ashlands 280, отвердитель, наполнитель, где смесь содержит в качестве отвердителя Бутанокс М-50, в качестве наполнителя - мраморную крошку фракции 0,5-5 мм, а спрессованная и отвержденная смесь компонентов покрыта полиуретановым лаком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: смола марки Ashlands 280 5-7, мраморная крошка 81-88, полиуретановый лак 5-6, Бутанокс М-50 1-7. Технический результат - повышение прочности, водонепроницаемости и морозостойкости, а также повышение технологичности его производства. 7 табл.