Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона
Владельцы патента RU 2758307:
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур. Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона содержит, мас.%: портландцемент 50,40 - 54,30, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,63 - 0,75, песок с размером зерна не более 0,63 мм 6,10 - 7,78, пенообразователь на протеиновой основе 0,35 - 0,39, базальтовую фибру с длиной волокон 6 - 12 мм 1,50 - 1,70, воду 37,12 - 38,98. Технический результат – повышение прочности на растяжение при изгибе при сохранении коэффициента теплопроводности ячеистого жаростойкого бетона. 1 табл., 1 пр.
Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур.
Известна шихта для изготовления легкого жаростойкого бетона, включающая алюмосиликатный легкий заполнитель и цемент, содержит в качестве алюмосиликатного легкого заполнителя керамзит фракции 1-6 мм и фракции 0-1 мм, а в качестве цемента - портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: керамзит фракции 1-6 мм - 30-55, керамзит фракции 0-1 мм - 5-25, портландцемент - 35-45. (RU 2291135, МПК С04В 38/08 (2006.01), 10.01.2007 г.).
Недостатком данной шихты является низкая прочность на растяжение при изгибе и высокий коэффициент теплопроводности.
Наиболее близким техническим решением является шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона предназначенного для теплоизоляции теплогенерирующих аппаратов и термических печей, содержащий вяжущее - высокоглиноземистый цемент 15-30%, глина 40-60%, в качестве наполнителя - бой и лом отработанных шамотных, динасовых и периклазохромитовых огнеупоров, 15-30% синтетический пенообразователь на основе анионактивных поверхностно-активны веществ, воздухововлекающие добавки в бетон и белковые пенообразователи: «Пеностром», «Морпен», «П0-6К», «СДО» и «Неопор», стабилизатор на основе ПВА и карбамидно-формальдегидной жидкости в количестве 1,2-1,7% от массы вяжущего, вода (Болотникова Ольга Васильевна «Жаростойкие ячеистые теплоизоляционные бетоны на минеральном вяжущем»: автореферат дис. кандидата технических наук: 05.23.05 / Пенз. гос. ун-т архитектуры и стр-ва. - Пенза, 2006. - 23 с).
Недостатком известного технического решения является низкая прочность на растяжение при изгибе и высокий коэффициент теплопроводности, а также дорогостоимость сырьевых компонентов.
Настоящее изобретение направлено на изготовление новой шихты для изготовления ячеистого жаростойкого бетона с высокой прочностью на растяжение при изгибе и низким коэффициентом теплопроводности. Технический результат - повышение прочности на растяжение при изгибе и понижение коэффициента теплопроводности.
Технический результат достигается тем, что шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона на портландцементном вяжущем, содержащая песок с размером зерна не более 0,63 мм, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм, воду, пенообразователь на протеиновой основе «Foamcem», дополнительно содержит базальтовую фибру при следующих соотношениях, мас.%:
Портландцемент | 50,40-54,30 |
Песок | 6,10-7,78 |
Шамотный порошок | 0,63-0,75 |
Пенообразователь на протеиновой основе | 0,35-0,39 |
Базальтовая фибра | 1,50-1,70 |
Вода | 37,12-38,98 |
Введение базальтовой фибры приводит к значительному повышению прочности на растяжении при изгибе, за счет армирования цементного камня, а также к снижению его коэффициента теплопроводности, за счет пониженного коэффициента теплопроводности базальтовой фибры.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Изготовление шихты для изготовления ячеистого жаростойкого бетона на цементном вяжущем.
1. Дозирование и загрузка в смеситель сухих компонентов происходит в следующей последовательности:
- портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2016;
- мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия» с размером зерна не более 0,63 мм;
- шамотный порошок фракции, с размером частиц не более 0,63 мм;
- вода в соответствии с ГОСТ 23732-79, при этом в воду затворения вводят фибру базальтовую по ТУ 5952-002-13307094-2008, марки БС17-12,7(1/2") р-КВ-13 с длиной волокон 6-12 мм в указанном количестве.
2. Смешивание сырьевых компонентов в смесителе.
3. Поризация смеси за счет отдельно приготовленной пены из раствора пенообразователя. В качестве пенообразователя могут быть применены следующие марки: Addiment SB 31L (торговая марка RENIMENT SB 31L, фирма-изготовитель «SIKA ADDIMENT GmbH» В-69171 Leimen, ФРГ, основа - гидрализаты белков, жидкость темно-коричневого цвета, интервал рН пенообразования: 6-10 (Хитров А.В., автореферат на соискание уч. ст. д. т. н. «Технология и свойства пенобетона с учетом природы вводимой пены». СПб, ПГУПС, 2006)), «FoamCem» (основное активное вещество - протеингидролизат; область применения: вспениватель для приготовления легкого ячеистого бетона; производитель Laston Italiana S.P.A), «Неопор» (фирма-изготовитель Neopor System GmbH, Германия, основа протеиновая, жидкость темного цвета, поверхностное натяжение 45-55 Дж/м2, интервал рН пенообразования: 6-8 (Хитров А.В., автореферат на соискание уч. ст. к.т.н. «Получение современных автоклавных пенобетонов с учетом природы вводимых строительных пен». СПб, ПГУПС, 2000).
4. Укладка приготовленной смеси ячеистого бетона в формы;
5. Твердение ячеистого бетона в течение 28 суток нормального твердения;
6. Сушка готовых изделий в течение 48 часов при температуре 100±2°С по ГОСТ 20910-19;
Далее определяются физико-механических характеристики ячеистого бетона - прочность на растяжение при изгибе и коэффициент теплопроводности. Полученные физико-механические характеристики ячеистого жаростойкого бетона представлены в таблице.
Анализ полученных результатов показывает, что жаростойкий ячеистый бетон на основе предлагаемого состава имеет повышенную прочность на растяжение при изгибе и пониженный коэффициент теплопроводности.
Таблица
№ | Средняя плотность, кг/м3 | Состав | Физико-технические характеристики | |
Прочность на растяжение при изгибе, МПа | Коэффициент теплопроводности, λ Вт/(м·°С) |
|||
Прототип | 500 | Высокоглиноземистый цемент 7,87 Глина 31,74 Бой и лом отработанных шамотных огнеупоров 15,87 Пенообразователь 0,08 Стабилизатор 0,07 Вода 44,37 |
0,081 | 0,12 |
1 | 500 | Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 54,30 Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 6,10 Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,63 Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,35 Базальтовая фибра 1,50 Вода 37,12 |
0,11 | 0,11 |
2 | 500 | Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 52,35 Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 6,94 Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,69 Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,37 Базальтовая фибра 1,60 Вода 38,05 |
0,12 | 0,10 |
3 | 500 | Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 50,40 Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 7,78 Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,75 Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,39 Базальтовая фибра 1,70 Вода 38,98 |
0,10 | 0,12 |
Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона, содержащая цемент, шамотный порошок, пенообразователь на протеиновой основе и воду, отличающаяся тем, что в качестве цемента используют портландцемент, шамотный порошок используют с размером частиц не более 0,63 мм, и дополнительно она содержит песок с размером зерна не более 0,63 мм и базальтовую фибру с длиной волокон 6 - 12 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент | 50,40 - 54,30 |
Песок | 6,10 - 7,78 |
Шамотный порошок | 0,63 - 0,75 |
Пенообразователь на протеиновой основе | 0,35 - 0,39 |
Базальтовая фибра | 1,50 - 1,70 |
Вода | 37,12 - 38,98 |