Огнеупорная бетонная смесь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n>814956 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (51)М. Кл.

С 04 В 29/02 (22) Заявлено 040б79 (21) 2775417/29-33 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 2 30381. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 2 503.81 (53) УДК ббб 797 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ

10-20

Изобретение относится и промышленности строительных материалов и может быть использовано для производства жаростойких бетонов и растворов, применяемых в промышленном строительстве для устройства покрытий полов и спецплощадок, а также изготовления изделий (плит, блоков и т. д.) и конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации периодическим тепловым воздействиям и разогреву до температуры 1000-1300 С.

Известна сырьевая смесь (13, включающая, вес.В: 15

Фосфатиое связующее 8-18

Шамот 49-70.

Огнеупорная глина 18-29

Гидроокись алюминия 4-8

Недостатком известной сырьевой 20 смеси является невысокая прочность при сжатии иэделий (растворов, бетонов, плит, блоков и т. д.), получае-. мых на ее основе, а также то, что для ее отверждения необходима термическая 25 обработка при температуре 300-400 С.

Известна также сырьевая смесь для приготовления жаростойкого бетона (23, содержащая следующие компоненты, вес.ч.:

Фосфатное связующее

Огнеупорное глинистое сырье 10-25

Отходы медно-никелевого производства 75-80

Недостатком ее является низкая термическая стойкость готовых иэделий, повышенная огневая усадка и неудовлетворительная остаточная прочность при сжатии.

Цель изобретения — повышение термической стойкости и остаточной прочности при сжатии после разогрева до температуры службы, а также снижение огневой усадки жаростойкой смеси, получаемой на основе фосфатного связующего, огнеупорного глинистого сырья и отходов медно-никелево»

ro производства.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная бетонная смесь, включающая фосфатное связующее, огнеуяОрное глинистое сырье и отходы медноникелевого производства, дополнительно содержит бой шамотных изделий и карбид кремния при следующем соотношении компонентов, масс.Ъ|

Фосфатное связующее 10-20

Огнеупорное глинистое сырье 5-10

814956

25-30

5-15

Т а б л и ц а 1

47,0 6,5 22,0 5 0 15,0 1,3 3,3 0,9

Отвальный

Шамотный бой

Карбид кремния

Отходы медно-никелевого производства Остальное

В качестве фосфатного связующего может быть использована термическая техническая или зкстракционная упаренная ортофосфорная кислота плотностью 1,30-1,70 г/см, а также алюмохромфосфатная или какая-либо другая фосфатная связка.

Огнеупорным глинистым сырьем в предлагаемой жаростойкой смеси могут

Бой шамотных изделий представляет собой щебеночно-песчаную смесь фр. 50 мм, получаемую дроблением отходов при производстве шамотного кирпича, капселей, лещадки и др.

Добавка карбида кремния представляет собой шлифпорошок карборунда зернистостью ниже номера 6.

Процесс отверждения жаростойкой смеси обусловлен химическим взаимодействием фосфатного связующего с порошковыми компонентами смеси — огнеупорным глинистым сырьем и мелкодисперсной частью шлака и шамотного заполнителя с образованием простых и сложных ортофосфатов Si, A1, Ng, Fe и др., обладающих клеящими и цементи- 40 рукщими свойствами. Их полимеризация, поликонденсация и кристаллизация, а также адгезионное склеивание, приводит к отверждению данной композиции, и к приобретению ею достаточно прочной и плотной структуры.

Кроме того, процесс отверждения и упрочнения данной жаростойкой смеси связан с взаимодействием фосфатного связующего с поверхностью зерен круп- 50 ного заполнителя (шлака и шамота) и с образованием тонких клеящих пленок на их поверхности, выполняющих роль переходного слоя и связывающих заполнитель и матрицу (цементный фосфатный камень) в единую монолитную систему. Переходный слой играет роль амортизатора, гасящего напряжения, возникающие в затвердевшей жаростойкой смеси в результате механических и тепловых воздействий, и определяет ф) ее высокую термическую стойкость.

Кроме своего основного назначения, система ортофосфорной кислоты до образования ортойосфатов А1, Si и др. огнеупорное глинистое сырье в жаро- 5 служить различные виды огнеупорной глины„ размолотой до удельной поверхности 2800-3000 см /г, или шамотный, керамзитовый и т. д. порошок с удельной поверхностью не менее

2500 см /г.

Отходы медно-никеле во го произ водства представляют собой щебеночные и песчаные смеси др. 25-5 и 5-0,14 мм, получаемые дроблением отвального шлака. Химический состав шлака приведен в табл. 1 стойкой смеси выполняет роль пластификатора, обеспечивающего необходимую подвижность и формуемость смеси, а также распалубочную и транспортабельную прочность при выемке иэделий иэ формы и переноске их в сушильные печи,цля термообработки.

Введение в жаростойкую смесь высокопрочного и огнестойкого шлакового заполнителя в виде щебеночно-песчаных смесей фр. 25-5 и 5-0,14 мм позволяет создать плотную и жесткую структуру материала, в которой отдельные эерна шлака прочно сцементированы пленками металлофосфатных новобраэований, устойчивую к многократным тепловым воздействиям и разогреву до температуры 1200-1300 С.

Присутствие в жаростойкой смеси шамотного заполнителя и мелкодисперсной добавки карбида кремния позволяет в значительной степени повысить ее теплопроводность, огнеупорность и некоторые другие огневые характеристики материала, тем самым увеличить его термическую стойкость и прочность при сжатии после разогрева до температуры службы. Тесное переплетение зерен шлака, шамота и каРбида кремния, имеющих соизмеримые коэффициенты термического расширения, с кристаллическими срост- ками фосфо-глинистых и шлаковых образований, обуславливает создание минерального конгломерата с определенной микро- и макроструктурой, обладающего высокими упруго-деформативными характеристиками, исключающими пластическое течение в материале до температуры 1250-1300 С и практически не подо верженного огневой усадке как в про! цессе сушки, так и после разогрева до температуры службы.

814956

Пример 1. Перемешивают в течение 3-5 мин сухую смесь, содержащую масс. Ъ: огнеупорное глинистое сырье 5 и карбид кремния 5.

Полученную смесь при перемешивании затвор TtoT 10 масс.Ъ ОртОФОСАОрнОй кис- 5 лоты до получения массы однородной консистенции.

Затем в готовую смесь вводят

40 масс.Ъ отходов медноникелевого производства,и 25 масс.Ъ шамотного заполнителя. Массу перемешивают в течение 5-7 мин и уплотняют методом прессования или набивки.

Ф

Пример 2. Перемешивают в течение 3-5 мин сухую смесь, содержащую масс.Ъ: Огнеупорное глинистое сырье

7,5 и карбид кремния 10.

Полученную смесь при перемешивании затворяют 15 масс.Ъ алюмохромАосфатного связующего до получения массы однородной консистенции. 20

Затем в готовую смесь вводят

45 масс.Ъ отходов медноникелевого производства и 27,5 масс.Ъ шамотного заполнителя. Массу перемешивают

Термомеханическая и термическая характеристика образцов

Пример, Р

Огневая усадка (линейная), Ъ

Термическая стойкость, водные теплосмены (разогрев до 1000 С охлаждение в

sorxe 3

Остаточная прочность после разогрева до температуры 1000 С, Ъ

1 140 19 0,04

2 140 - 19 0,03

3 140 20 0,04

7-9 0,3 повышения остаточной прочности при сжатии после нагревания до темпера 5 туры службы, термической стойкости и снижения огневой усадки, она дополнительно содержит бой шамотных иэделий и карбид кремния.при следующем соотношении компонентов, масс.Ъ:.

5р Фосфатное связующее 10-20

Огнеупорное глинистое сырье 5-10

Шамотный бой 25-30

Карбид кремния 5-15

Отходы медно-нике5 левого производства Остальное

Известный 70-80

На основании данных, приведенных в табл. 2, можно сделать вывод, что образцы, приготовленные иэ разработанного состава жаростойкой смеси, имеют более высокие термомеханические и термические характеристики по сравнению с известными образцами.

Разработанный состав может быть использован для производства жаростойких растворов, бетонов, изделий и конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации воздействиям тепловых потоков и разогреву до температуры 1000-1300 С.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 424837, кл. С 04 В 29/02, 1972.

2. Авторское свидетельствб СССР

Р 562538, кл. С 04 В 29/02, 1975.

Тираж 660 Подписное

Филиал ППП "Патент",r.Óæãîðoä,óë.Проектная,4

Огнеупорная бетонная смесь, вклю,чающая фосфатное связующее, огнеупорное глинистое сырье и отходы медно- никелевого производства, О т Л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью

ВНИИПИ Заказ 951/37 в течение 5-7 мин и уплотняют методом набивки или вибрирования с пригрузом.

H p и м е р 3. Перемешивают в течение 3-5 мин сухую смесь, содержзщую, масс.%: огнеупорное глинистое сырье 10 и карбид кремния 15.

Полученную смесь при перемешивании затворяют 20 масс.Ъ алюмофосфатного связующего до получения массы однородной консистенции.

Затем в готовую смесь вводят

50 масс.Ъ.отходов медноникелевого производства и 30 масс.Ъ шамотного заполнителя. Массу перемешивают в течение 5-7 мин и уплотняют методом зибрирования.

Иэ жаростойкой смеси предлагаемого состава были изготовлены образцы жаростойкого бетона для проведения испытаний по определению его основных термомеханических и термических характеристик. Результаты испытаний образцов, приготовленных из жаростойких смесей, составы которых приведены в примерах приготовления предлагаемой смеси, представлены в табл. 2.

Таблица 2