Композиция для изготовления жаростойких бетонов

Авторы патента:

Абдрахимова Елена Сергеевна (RU)

Абдрахимов Владимир Закирович (RU)

Кайракбаев Аят Крымович (KZ)

C04B28/34 - содержащие низкотемпературные фосфатные связующие

C04B12/02 - фосфатные цементы (в производстве или для производства керамики C04B 33/00,C04B 35/00)

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 2576067:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального 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 фосфатных связок. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов. Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, карбонатный щебень фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н₃РО₄ плотностью не менее 1,69 г/см³, дополнительно содержит магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8, при следующем соотношении компонентов, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15, карбонатный щебень фракции 5-10 мм - 33-40, речной песок с модулем крупности 1,68 - 10-13, H₃PO₄ плотностью не менее 1,69 г/см³ - 10-15, магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8, - 24-30. 2 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 обогащении угля - 15-20; межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев, - 15-20 (патент Российской Федерации №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) [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. %: глиноземсодержащий шлам - 10,5-10,53 (220 кг/см³); отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; H₃PO₄ - 10-15; шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас. %: SiO₂ - 2,5; Al₂O₃ - 72,18; TiO₂ - 10,2; Fe₂O₃ - 0,30; СаО - 11,4; MgO - 3,3, - 24-30 (патент Российской Федерации №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) [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 (композита).

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, карбонатный щебень фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н₃РО₄ плотностью не менее 1,69 г/см³, дополнительно вводят магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отработанный катализатор ИМ-2201	10-15
карбонатный щебень фракции 5-10 мм	33-40
речной песок с модулем крупности 1,68	10-13
H₃PO₄ плотностью не менее 1,69 г/см³	10-15
магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого
феррохрома с содержанием, мас, %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33;
Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8	24-30

Магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома образуется при выплавки ферросплавов в плавильных печах при производстве высокоуглеродистого феррохрома. Гранулометрический состав представлен следующими фракциями, %: 0-5 мм - 15; 5-20 мм - 25; 20-60 мм - 60. Минералогический состав представлен основными минералами: аморфной стеклофазой, кварцем (SiO₂), пироксеном - Ca(Mg, Fe)[Si₂O₆]; корундом (Al₂O₃); шпинелью (Mg, Al₂O₄); хромшпинелью (Mg, 4

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. Составы для производства жаростойких композитов представлены в таблице 1.

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

Для бетонов на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 1, - нагревание до 500°C с подъемом температуры до 200°C со скоростью 60°C/час и до 500°C - 150°C/час, выдерживание в течение 4 часов, охлаждение вместе с печью.

В таблице 2 представлены физико-механические показатели жаростойкого бетона.

Как видно из таблицы 2, жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании магнийсодержащего шлака от производства высокоуглеродистого феррохрома позволяет значительно повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.

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

Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, карбонатный щебень фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н₃РО₄ плотностью не менее 1,69 г/см³, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отработанный катализатор ИМ-2201	10-15
карбонатный щебень фракции 5-10 мм	33-40
речной песок с модулем крупности 1,68	10-13
H₃PO₄ плотностью не менее 1,69 г/см³	10-15
магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого
феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33;
Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8	24-30

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.

Высокопрочный цемент на фосфатной основе, имеющий низкую щелочность // 2574636

Изобретение относится к сырьевой смеси для получения фосфатного продукта, цементной суспензии на фосфатной основе и к способу получения фосфатного продукта. Смесь для получения высокопрочного фосфатного цемента включает дигидроортофосфат калия, оксид металла группы IIA в количествах от примерно 20 до примерно 100 частей на 100 частей дигидроортофосфата калия и дигидроортофосфат кальция в количествах от примерно 3 до примерно 30 частей на 100 частей дигидроортофосфата калия.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2574438

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2571780

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.

Сырьевая смесь для получения фосфатного связующего // 2529688

Изобретение относится к области строительных материалов и предназначено для использования в качестве связующего в составе защитных покрытий по металлу, бетону, древесине, древесностружечным материалам, стеклопластику, а также в составе композиций для клеевых соединений.

Фосфатное вяжущее для получения тугоплавких композиций // 2279413

Изобретение относится к производству огнеупорных композиций на основе фосфатных связующих, которые могут быть использованы для изготовления и ремонта футеровок печных агрегатов, а также для получения различных высокотемпературных покрытий.

Фосфатный цемент // 2229873

Изобретение относится к получению биоматериалов, а именно имплантатов для заполнения дефектов в кости. .

Сырьевая смесь для получения огнеупорных материалов // 2213715

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для получения шлакосталечугуностойких композиций, применяемых для ремонта сталелитейных ковшей, а также для изготовления и ремонта огнеупорной футеровки печных агрегатов, в том числе огнеупорных бетонов.

Способ получения хромалюмофосфатного связующего // 2187478

Изобретение относится к способу получения хромфосфатного связующего, широко используемого в качестве вяжущего для жаростойких бетонов, при изготовлении термостойких композиций для склеивания сталей, бронз, титана и молибдена с рабочей температурой 1250-1500oС, как компонент формовочных смесей в производстве литейных форм и стержней.

Способ производства клинкера, используемого в качестве сырья для получения фосфатного связующего или удобрения // 2168475

Изобретение относится к производству фосфатных связующих или удобрений и может найти применение как в промышленности строительных материалов при изготовлении огнеупорных бетонов и защитных покрытий, так и в сельском хозяйстве.

Способ получения металлофосфатных связующих // 2160703

Изобретение относится к получению фосфатных строительных материалов и может быть использовано при изготовлении волокнистых пресс-материалов и других изделий с использованием металлофосфатных связующих.

Сырьевая смесь для изготовления фосфатного вяжущего и способ его получения // 2152913

Изобретение относится к производству фосфатных вяжущих. .

Сырьевая смесь для получения фосфатного связующего // 2151755

Изобретение относится к области строительства, а именно к производству фосфатных связующих, используемых при изготовлении цементов и бетонов различного назначения, антикоррозионных и огнезащитных покрытий и обмазок.

Способ получения фосфатного связующего // 2148042

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для создания связующих фосфатных материалов, в том числе покрытий, например, для декоративных и защитных покрытий на бетоне, кирпиче, металле, древесине и др.

Состав строительного материала // 2575857

Изобретение относится к строительству, а именно разработке состава строительного материала для строительства и реконструкции жилых домов и промышленных объектов.