Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона



Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона
Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона
Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона

Владельцы патента RU 2668594:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ ДАГЕСТАНСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (RU)

Изобретение относится к жаростойким бетонам. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона, включающий: связующее, электроплавленный корундовый заполнитель, тонкомолотый электроплавленный корунд, тонкомолотый технический глинозем, тонкомолотый диатомит и нагретую воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с выдержкой при указанной температуре не более 0,5 ч, и дополнительно - природный аморфный тонкодисперсный кремнезем с содержанием 20% нанодисперсных частиц, имеющий следующий химический состав, мас. %: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 - 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO менее 0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3 менее 0,10; ППП - 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный коллоидный полисиликат натрия 2-4, электроплавленный корундовый заполнитель 60-80, тонкомолотый электроплавленный корунд с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г 8-16, тонкомолотый технический глинозем с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г 4-6, тонкомолотый диатомит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г 3-5, указанный тонкодисперсный кремнезем 3-9, нагретая до 90°С вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления корундового жаростойкого бетона из указанного выше состава, включающий введение при перемешивании в высокоскоростном смесителе в указанный коллоидный полисиликат натрия тонкомолотых указанных электроплавленного корунда, технического глинозема, диатомита, указанного кремнезема и воды, нагретой до 80-90°С, до получения однородной суспензии, перемешивание полученной суспензии с указанным корундовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование этой массы прессованием при удельном давлении 30 МПа и осуществление твердения в процессе сушки по режиму: подъем температуры от 20 до 90°С - 1,5 ч, выдержка при 85-95°С - 0,5 ч, подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 ч. Технический результат – повышение термических свойств и водостойкости бетона. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из корундовых жаростойких бетонов. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, термической стойкости и водостойкости изделий из корундового жаростойкого бетона.

Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе силикат-натриевых композиций [1].

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего - силикат-глыбы (силикат натрия), которая содержит легкоплавкий щелочной компонент Na2O, снижающий температуру начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, термическую стойкость и водостойкость жаростойкого бетона.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности признаков (прототип) является состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона, включающего, мас. %: электроплавленный корундовый заполнитель 60-80, тонкомолотый электроплавленный корунд 8-16, натриевую силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3,0 в виде наноразмерных частиц 2-4, тонкомолотый технический глинозем 4-8, тонкомолотый диатомит 4-6, щелочной алюмосиликат Na2O 11-12 Al2O3 2-6 и воду из расчета В/Т 0,12-0,14 с основными показателями свойств: температура начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа - 1540°С; термическая стойкость - 14-17 теплосмен (1300°С - вода) [2].

Недостатком этого состава и способа является то, что состав содержит связующее – силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3,0 в виде наноразмерных частиц, полученный путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см2/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-1000°С, являющегося сложным и требующего больших энергетических затрат, и щелочной алюмосиликат (Na2O 11-12 Al2O3), в которых, соответственно, содержатся большое количество легкоплавкого щелочного компонента Na2O, снижающего температуру начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, термическую стойкость и водостойкость жаростойкого бетона.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков корундового жаростойкого бетона.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления корундового жаростойкого бетона, включающий связующее, электроплавленный корундовый заполнитель, тонкомолотый электроплавленный корунд с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г: электроплавленный корунд, тонкомолотый технический глинозем, тонкомолотый диатомит, щелочной алюмосиликат Na2O 11-12 Al2O3 и нагретую воду (80-90°), содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с выдержкой при указанной температуре не более 0,5 ч, и в качестве указанного щелочного алюмосиликатного компонента содержит природный аморфный кремнезем с содержанием до 20% нанодисперсных частиц, имеющий следующий химический состав в мас. %: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 - 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO менее 0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3 менее 0,10; ППП - 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный коллоидный полисиликат натрия 2-4, электроплавленный корундовый заполнитель 60-80, тонкомолотый электроплавленный корунд с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г 8-16, тонкомолотый технический глинозем с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г 4-6, тонкомолотый диатомит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г 3-5, указанный природный тонкодисперсный кремнезем 3-9, нагретая до 90°С вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Также достижение указанного технического результата обеспечивается способом изготовления корундового жаростойкого бетона из указанного выше состава, включающим введение при перемешивании в высокоскоростном смесителе в указанный коллоидный полисиликат натрия тонкомолотых указанных электроплавленного корунда, технического глинозема и диатомита, указанного кремнезема и воды, нагретой до 80-90°С, до получения однородной суспензии, перемешивание полученной суспензии с указанным корундовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование этой массы прессованием при удельном давлении 30 МПа и осуществление твердения в процессе сушки по режиму: подъем температуры от 20 до 90°С - 1,5 ч, выдержка при 85-95°С - 0,5 ч, подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 ч.

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления корундового жаростойкого бетона с повышенной температурой начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, термической стойкостью и водостойкостью изделий, следующие: коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5; электроплавленный корундовый заполнитель фракции 0,4-0,6 мм; тонкомолотые наполнители с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г: электроплавленный корунд, технический глинозем, диатомит; природный аморфный тонкодисперсный кремнезем и вода, нагретая до 90°С.

Коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5 изготавливали в лабораторных условиях согласно пат. РФ 2124475, путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1.6, перемешивания при 100°С, в течение 3,0 ч с последующей выдержкой не более 0,5 ч.

Коллоидный полисиликат натрия представляет переходную область составов от жидких стекол к кремнезолям и классифицируются как наноматериалы.

Структурным элементом полисиликата натрия является кремнекислородный тетраэдр, который является основной полимерной составляющей полисиликатов.

Основным отличием полисиликатов натрия от силиката натрия (силикат-глыбы) является их полимерная форма, представляющая кремнеземные частицы размером от 4 до 5 нм. Полимерная форма составляет 60% и более от общего содержания кремнезема, что обеспечивает высокие прочностные свойства образующихся гелевых структур. Эффективность полисиликата в 4 раза выше эффективности силиката натрия и водных его растворов, что позволяет использовать технологические растворы с более низкой концентрацией.

Электроплавленный корунд характеризуется следующими показателями: огнеупорность - 2050°С; коэффициент линейного расширения-8-9 10-6; плотность - 3,80-3,92 г/см3; насыпная плотность - 2,2 г/см3; химически стоек; инертен; по минералогическому составу представлен в основном - α-Al2O3, является устойчивой кристаллической формой оксида алюминия. Химический состав используемого электроплавленного корунда в %: Al2O3 - 98,11-98,79; SiO2 - 0,13-0,15; Fe2O3 - 058-1,01; Na2O - 0,27-0,45.

Природный аморфный тонкодисперсный кремнезем следующего химического состава в мас. %: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 - 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO<0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3<0,10; ППП - 2,26.

По ситовому анализу природный аморфный кремнезем в основном представлен мелкозернистым и дисперсным частицами, остаток на сите, мас. %: 0,8 мм - 0,393; 0,315 мм - 2,889; 0,2 мм - 13,843; 0.04 мм -53,833; 0,008 мм - 1,081, и проход через сито 0,008 мм - 27,91, в том числе до 20% - нанодисперсными частицами.

Для испытания корундового жаростойкого бетона, изготовленного по вышеуказанному составу и способу из различного состава, изготавливали образцы для определения температуры деформации под нагрузкой 0.2 МПа (ГОСТ 20910-90), термостойкости (ГОСТ 20910-90) и водостойкости Кразм (Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. - М.: АСВ, 2004.-28 с.). Образцы изготавливали путем прессования при удельном прессовании 30 МПа. Для формования бетона могут быть применены также другие методы и способы, например послойное трамбование, формование путем вибрирования; вибропрессование и др.

Твердение отформованных образцов осуществляли в лабораторном сушильном шкафу по режиму: подъем температуры от 20 до 90°С - 1,5 ч, выдержка при 90±5°С - 0,5 ч, затем подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 ч для последующего обезвоживания системы, который проходил без заметных усадочных явлений и способствовал ее упрочнению, обеспечивающему достаточную прочность образцов.

Соотношения компонентов по предлагаемому и известному составам представлены в табл. 1, а результаты испытаний известных и предлагаемых составов приведены в табл. 2. Из приведенных в табл. 2 данных следует, что предлагаемые составы имеют более высокие показатели температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, термостойкости и водостойкости, чем известные.

Таким образом, корундовый жаростойкий бетон, полученный по вышеприведенному составу и способу с использованием в качестве связующего коллоидного полисиликата натрия и в качестве указанного щелочного алюмосиликата - природного аморфного тонкодисперсного кремнезема, способствует увеличению силикатного модуля (SiO2/Na2O) связующего, тем самым повышению кремнеземистого составляющего SiO2 и понижению содержания легкоплавкого компонента Na2O в составе смеси, в результате чего температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, термостойкость и водостойкость жаростойкого бетона повышаются. Технический результат, обеспечиваемый предложенным изобретением - указанным составом и способом, состоит в повышении указанных термических свойств и водостойкости жаростойкого бетона.

Литература

1. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. - М.: Стройиздат, 1988, 208 с.

2. Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона. Батырмурзаев Ш.Д. и др. Патент РФ №2397968, Бюл. №24, 27.08.2010 г.

1. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона, включающий: связующее, электроплавленный корундовый заполнитель, тонкомолотый электроплавленный корунд, тонкомолотый технический глинозем, тонкомолотый диатомит и нагретую воду, отличающийся тем, что содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с выдержкой при указанной температуре не более 0,5 ч, и дополнительно - природный аморфный тонкодисперсный кремнезем с содержанием 20% нанодисперсных частиц, имеющий следующий химический состав, мас. %: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO менее 0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3 менее 0,10; ППП - 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

указанный коллоидный полисиликат натрия 2-4
электроплавленный корундовый заполнитель 60-80
тонкомолотый электроплавленный корунд с
удельной поверхностью 2500-3000 см2 8-16
тонкомолотый технический глинозем с
удельной поверхностью 2500-3000 см2 4-6
тонкомолотый диатомит с удельной
поверхностью 2500-3000 см2 3-5
указанный тонкодисперсный кремнезем 3-9
нагретая до 90°С вода из расчета В/Т 0,12-0,14

2. Способ изготовления корундового жаростойкого бетона из состава по п. 1, включающий введение при перемешивании в высокоскоростном смесителе в указанный коллоидный полисиликат натрия тонкомолотых указанных электроплавленного корунда, технического глинозема, диатомита, указанного кремнезема и воды, нагретой до 80-90°С, до получения однородной суспензии, перемешивание полученной суспензии с указанным корундовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование этой массы прессованием при удельном давлении 30 МПа и осуществление твердения в процессе сушки по режиму: подъем температуры от 20 до 90°С - 1,5 ч, выдержка при 85-95°С - 0,5 ч, подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 ч.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве строительных изделий, например панелей, облицовочных плит. Способ активации гипса включает предварительную обработку гипса вихревым слоем анизотропных ферромагнитных тел в немагнитной емкости, расположенной в аппарате с наружным электромагнитным полем.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве строительных растворов и изделий, например кирпича, силикатного бетона. Способ активации извести включает предварительную обработку извести вихревым слоем анизотропных ферромагнитных тел в немагнитной емкости, расположенной в аппарате с наружным электромагнитным полем.

Изобретение относится к технологии производства дисперсно-армированных бетонных смесей для изготовления строительных изделий и конструкций. Согласно изобретению сначала готовят сухую бетонную смесь из крупного и мелкого заполнителей и 90% цемента, которую затворяют водой в количестве 40-50% от проектного объема.
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам приготовления бетонной смеси и строительных растворов, бетонов и конструкций и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам приготовления бетонной смеси и строительных растворов, бетонов и конструкций, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к полиуретановому связующему для композиционного материала на основе природного щебня и гравия из плотных горных пород, который может быть использован при строительстве и ремонте откосов железных и автомобильных дорог, берегоукрепительных сооружений, конусов насыпей, подходов к искусственным сооружениям, а также в производстве облицовочных строительных изделий - плиток, блоков, панелей.

Изобретение относится к отверждаемым органополисилоксановым композициям, способу их приготовления и применению для изготовления искусственных камней. Отверждаемая композиция для изготовления формованных изделий, содержащая (А1) смоляной компонент, состоящий из по меньшей мере одной органополисилоксановой смолы, которая состоит из звеньев приведенной формулы, компонент (А1) имеет среднемассовую молекулярную массу Mw от 500 до 11000 г/моль и среднечисленную молекулярную массу Mn от 500 до 5000 г/моль, а также полидисперсность (Mw/Mn) от 1 до 5, (А2) кремнийорганический компонент, состоящий из по меньшей мере одного кремнийорганического соединения, которое состоит из звеньев приведенной формулы, и (Б) по меньшей мере один наполнитель.

Изобретения относятся к области строительства и производства строительных материалов и могут быть использованы при производстве кирпича, тротуарной плитки и других мелкоштучных изделий, устройстве оснований, в том числе оснований дорог.

Изобретение относится к области ремонта и содержания покрытий в автодорожной отрасли и может быть применено при ремонте асфальтобетонных дорожных покрытий, изготовленных из различных асфальтобетонов.

Изобретение относится к способу набухания способных к набуханию полимерных микросфер. Способ набухания способных к набуханию полимерных микросфер включает изготовление вяжущего состава или вяжущего продукта, содержащего состав, содержащий (i) приведение водной суспензии, содержащей ненабухшие, способные к набуханию полимерные микросферы, в контакт с паром, непосредственно до и/или во время изготовления вяжущего состава; (ii) необязательно предварительное смачивание набухших полимерных микросфер; и (iii) включение набухших полимерных микросфер в вяжущий состав, где набухшие полимерные микросферы имеют средний диаметр, который составляет от 40 до 216 мкм, и водная суспензия необязательно дополнительно содержит добавку для вяжущего состава, и ненабухшие, способные к набуханию полимерные микросферы имеют средний диаметр, который составляет 100 мкм или меньше.

Настоящее изобретение относится к жаростойким бетонам. Состав для изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона, включающий связующее, хромомагнезитовый заполнитель, тонкомолотые наполнители и воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1,6, перемешивании при 100°C в течение 3,0 ч с выдержкой не более 0,5 ч, и в качестве тонкомолотого наполнителя – тонкомолотый хромомагнезит и тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий при следующем соотношении компонентов, мас.%: хромомагнезитовый заполнитель фракции 0,18-7 мм 60-80, тонкомолотый хромомагнезит Sуд=2500-3000 см2/г 8-16, коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 5-12.5, тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий Sуд=2500-3000 см2/г 7-11.5, вода из расчета В/Т 0.12-0.14.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам строительных растворов и бетонов с высокой стойкостью к высолообразованию, используемых при производстве бетонных изделий и конструкций.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.

Изобретение относится к применению по меньшей мере одного содержащего азот органического соединения и/или его соли в комбинации с по меньшей мере одной ароматической карбоновой кислотой и/или ее солью для улучшения устойчивости при замерзании и оттаивании активированного щелочью алюмосиликатного вяжущего, а также к активированному щелочью алюмосиликатному вяжущему, содержащему ε-капролактам и бензоат натрия в качестве стабилизирующих веществ при замерзании и оттаивании.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, конкретно к получению композиционных теплоизоляционных негорючих заполнителей, используемых в качестве негорючих утеплителей в различных конструкциях и элементах зданий и строительных сооружений.

Изобретение относится к производству конструкционно-теплоизоляционных материалов. В способе изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала, включающем измельчение силикат-глыбы до удельной поверхности 2500 см2/г, смешивание ее с модификатором, упрочняющей добавкой - портлантцементом, базальтовой микрофиброй и водой затворения, помещение полученной смеси в форму, тепловую обработку токами СВЧ в течение 15 минут при температуре 300 град С, в качестве модификатора используют гидрофобизатор 136-41 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.

Изобретение относится к производству смесей, которые могут быть использованы в качестве обмазочного материала в строительстве печей. Огнеупорная смесь содержит: жидкое калиевое стекло с плотностью 1300-1350 кг/м3 и силикатным модулем 3,6-4 и дополнительно - циркон, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное жидкое стекло 38,0-41,0, каолин 4,0-6,0, стальное волокно длиной 5-10 мм 0,2-0,3, молотый до прохождения через сито №008 циркон 7,0-9,0, молотый до прохождения через сито №063 шамот - остальное.

Изобретение относится к технологии получения неорганических термостойких, антикоррозионных строительных материалов, используемых в качестве теплоизоляции при возведении промышленных зданий, сооружений.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для футеровки обжиговых вагонеток и при строительстве печей. Технический результат заключается в повышении прочности бетона.
Изобретение относится к неорганическим сухим порошкообразным краскам для архитектурных покрытий. Предложена неорганическая сухая порошкообразная краска для архитектурных покрытий, содержащая силикат щелочного металла, отверждающее средство и органический повторно диспергируемый эмульсионный порошок, полученный сушкой эмульсии полимера.

Изобретение относится к суспезии, содержащей гипс, пену и кетонную смолу, где кетонная смола представляет собой продукт конденсации циклогексанона/формальдегида/сульфита, а гипс включает глину, причем кетонную смолу выбирают из размеров с молекулярными массами от 10000 до 50000 г/моль.
Наверх