Сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

<щ 985004 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030781 (21) 3312050/29-33

I с присоединением заявки М—

Р М К з

С 04 В 29/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 666. 974. .2(088.8) Опубликовано 30.12,82.Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 04.01.83

В. Н. Колотушкин, Т. Б. Рассыпнова, Ю. Г. Дудеров и А. М. Чистяков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО

BETOHA

4,0-4,5

Изобретение относится к составам жаростойких фосфатных бетонов и раст воров, применяемых в несущих и не несущих, монолитных и сборных бетон- ных и железобетонных конструкциях и изделиях при строительстве и ремонте теплотехнических сооружений и агрегатов, устройстве монолитных и сборных покрытий полов и площадок; производстве теплоизоляционных материалов и покрытий.

Известна сырьевая смесь для производства жаростойкого .фосфатного бетона на фосфатном связующем Pj .

Наиболее близкой к предлагаемой является фосфатная огнеупорная смесь (2J для производства жаростойкого бетона, включающая, вес.ч.: ортофосфорной кислоты 9-14, обожженной окиси железа 8-14 и отходов медно-никелевого производства 72-84.

К основным недостаткам данных жаростойких смесей относятся их повышенная схватываемость, низкая удобоукладываемость и гаэовыделение, приводящие к образованию неравноплотной структуры жаростойких бетонов и растворов. Жаростойкие конструкции и изделия на основе таких смесей подвержены значительным линейным де1формациям, усадке в процессе отверждения и парового разогрева до температуры службы и имеют недостаточно высокий коэффициент теплопроводности.

Цель изобретения — улучшение удобоукладываемости и увеличение сроков схватывания, снижение линейных деформаций и повышение теплопроводнос10

Поставленная цель достигается .тем, что сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая фосфатное связующее, окись железа и

15 отходы медно-никелевого производства, содержит в качестве отходов медно-никелевого производства-отвальный медно-никелевый шлак фракции 20 мм и дополнительно тонкомолотый шамот и этиловый эфир ортокремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Фосфатное связующее 0,75-1,25

25 Окись железа 1,0-1,5

Отвальный медноникелевый шлак фракции < 20 мм

Тонкомолотый

30 шамот 0 у 25-0,35

985004

Полный остаток на ситах, Ъ по массе зерен

45-15 0-25 0

Щебень

Песок

95-100 40-70

0-5

Этиловый эфир ортокремниевой кислоты 0,04-0,06

В качестве фосфатного связующего в предлагаемых составах жаростойких бетонов и растворов могут использоваться экстракционная ортофосфорная

5 кислота 50-70%-ной концентрации, термическая техническая ортофосфорная кислота 60-80%-ной концентрации, алюмохромофосфатное связующее и другие фосфатные связки.

Окись железа представляет собой божженный при 1100-1300@C порошок

До 100 75-90 40-70

Структура шлакамаломелкопористая ипредставлена восновном кристалличес. кой фазой оливина t(MgO,Fe) z SiO,j

60 - 65 вес. % и стекловидным 30 веществом 30-35 вес.В. химический состав медно-никелевого шлака, вес.Ъ:SiOg 52,5

М О 6,5 35

FeO Fe 03 22,0

СаО 4,5

Мяо 14,5

Тонкомолотая шамотная добавка представляет собой тонкодисперсный 40 (удельная поверхность 3500-5000 см /r) порошок глиняного шамота класса Б, В или боя шамотных изделий, полученный путем сухого помола шамотного песка Фракции 1,5-3 мм в шаровых, вибрационных и других мельницах.

Этиловый эфир ортокремниевой кислоты "Этилсиликат — 32 или 40" представляет собой жидкую смесь тетраэтаксисилана - Si(OCgHg)y — и продуктов его частичного гидролиза— полиэтилсилоксанов линейной структУры — (С Н ) S i -0 (-S i (С НБ) 20

-$ i (С Н ) J; отвечающего требованиям

МРТУ 6-02-415-67.

Пример 1. Путем совместного перемешивания в смесителе в течение

3-5 мин готовят минеральную смесь, содержащую, вес.ч.: окись железа 1,0 отвальный медно-никелевый шлак фракции 0-25 мм 4,0 и тонкомолотый шамот 60

0,25. Затем в полученную массу вводят 0,75 вес.ч. Фосфатного связующего, в котором предварительно растворены 0,04 вес.ч. этилового эфира ортокремниевой кислоты. Полученную железного сурика марки "Э" с удельной поверхностью 4000-5000 см2/г.

Отвальный медно-никелевый шлак представляет собой щебеночно-песчаную смесь зерен шлака фракции 520 мм и 0-5 мм, взятых в соотношении 2:1 (вес.ч). Щебеночно-песчаную смесь получают путем дробления крупноразмерных кусков медно-никелевого шлака руднотермических и обеднительных печей горно-металлургических комбинатов Кольского полуострова.

В табл. 1 приведен зерновой состав шлакового щебня и песка.

Таблица 1

l смесь вторично перемешивают в течение 5-7 мин, уплотняют методом вибрирования или прессования и отверждают на воздухе при 18-20 С.

Пример 2. Путем совместного перемешивания в смесителе в течение

3-5 мин готовят минеральную смесь, содержащую, вес.ч.: окись железа

1,5 отвальный медно-никелевый шлак фракции 0,25 мм 4,5 и 0,35 тонкомолотый шамот. Затем в полученную массу вводят 1,25 sec.÷. Фосфатного связующего, в котором предварительно растворены 0,06 вес.ч. этилового эфира ортокремниевой кислоты. Полученную смесь вторично перемешивают в течение 5-7 мин, уплотняют меторопе вибрирования или прессования и отверждают на воздухе при 18-20 С.

Пример 3. Путем совместного перемешивания в смесителе в течение

3-5 мин готовят минеральную смесь, содержащую, вес.ч.: окись железа

1,3; отвальный шлак медно-никелевого производства фракции 0-25 4,3 и ° тонкомолотый шамот О, 3. Затем в полученную массу вводят 1,0 вес.ч. Фосфатного связующего, в котором предварительно растворены 0,05 вес.ч. этилового эфира ортокремниевой кислоты, Полученную смесь вторично перемешИвают в течение 5-7 мин, уплотняют методом вибрирования или прессования и отверждают на воздухе при 18-20 С.

При взаимодействии окиси железа с фосфатным связующим образуются нормальные и кислые фосфаты железа, обладающие вяжущими свойствами и способные как самостоятельно (в зависимости от концентрации Р О

985004

Показатели

6,5

2-3

20-25

6-,5

80

Линейные деформации, 104

0,66

1,34

0,65

0,67

0,03 Отсутствует

2,54

Отсутствует

0,67

1,35

1,34

1,33 в фосфатном связующем), так и в сочетании с тонкодисперсной (фракции с 0,14) частью шлакового заполнителя отверждаться при комнатных температурах.

Присутствие в смеси фосфатного связующего и окиси железа достаточно большого (до 10-15В от массы щебеночно-песчанной смеси) количества тонкодисперсного шлакового заполнителя, представленного высокоактивными Са, Fe и Mg, позволяет дополни тельно получить ряд труднорастворимых фон фатов перечисленных металлов, также о падающих вяжущими свойствами и твердеющих на холоду.

Технологический прием предварительного обжига окиси железа позволяет обезводить Fe 0> О Н 0; .сохранить

I необходимую концентрацию Р О,в фосфатном связующем и значительно уменьшить скорость протекания реакции между фосфатным связующим и окислами Fe0, Са0 и Nga, входящими в состав шлака, что положительно сказывается на протекании процесса структурообразования фосфатного цементного камня и приводит к увеличению сроков начала схватывания фосфатного бетона и раствора.

Использование в жаростойких фосфатных бетонах и растворах высокопрочного (R ® шлака ) 120 MIla) шлакового заполнителя специально подобранного зернового состава.обеспе- чивает создание прочного, плотного и жесткого скелета материала, состоящего иэ крупных и мелких частиц щебеночно-песчаной смеси, избыточной части окиси железа и тонкомолотой, Удобоукладываемость смеси по осадке стандартного конуса, см

Время до начала схватывания смеси, мин при отверждении бетона (раствора} при 20 С в течение 24 ч после первого разогрева бетона (раствора) до 1000 С

Коэффициент теплопроводности бетона раствора при 200-1000 С, О о ккал ч ° м ° С шамотной добавки, сцементированного в единую систему клейкими пленками сложных фосфатов железа, кальция и магния и других металлов, что позволяет уменьшить линейные деформ ции (усадку) жаростойких бетонов н растворов при отверждении и практически полностью исключить их в процессе первого разогрева до температуры службы.

10 Введение в жаростойкие фосфатные бетоны и растворы тонкомолотой шамотной добавки, обладающей несколько большей теплопроводностью чем отвальный шлак и являющейся уплотня 5 ющей и демпфирующей прослойкой между более прочными зернами шлакового заполнителя и окиси железа, позволяет избежать разрывов вминеральной матрице минерала, уменьшить коли20 чество пор, пустот и трещин и тем самым повысить теплопроводность бетона и раствора.

Использование этилового эфира

g5 ортокремниевой кислоты, вводимого в жаростойкие бетоны и растворы совместно с фосфатным связующим, позволяет без ухудшения вяжущих и клеящих свойств, уменьшить вязкость беЗ0 тонных и растворных смесей и эа счет эффекта сорбции и взаимоотталкивания частиц материала придать ему повышенную пластичность, что положительно сказывается на формуемости и. удобоукладываемости материала.

В табл. 2 приведены свойства и характеристика смесей и образцов иэ предлагаемого и известного жаростойких фосфатных бетонов и растворов.

Таблица.?, 985004

4,0-4,5

Формула изобретения

Составитель U. Моторина

Редактор Н. Кешеля Техред 3.Палий Корректор Е. Рошко

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10077/30

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. Ул. Проектная, 4

Смеси и образцы, изготовленные иэ предлагаемого состава жаростойкого бетона и раствора имеют более высокие показатели удобоукладываемости и коэффициента теплопроводности: более продолжительный срок начала схватывания и значительно меньше величины линейных деформаций по сравнению со смесью и образцами, изготовленными иэ известного состава жаростойкого фосфатного бетона, что 10 подтверждает преимущества и более высокие свойства жаростойкого бетона и раствора на основе фосфатного связующего, окиси железа, отвального медно-никелевого шлака, тонкомо- )5 лотого шамота и этилового эфира ортокремниевой кислоты.

Сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона, включакщая фосфатное связующее, окись железа и отходы медно-никелевого производства, отличающаяся тем, что, с целью улучшения удобоукладываемости и увеличения сроков схватывания, снижения линейных деформаций и повышения теплопроводности бетона, она содержит в качестве отходов медно-никелевого производства отвальный медно-никелевый шлак фракции 20 мм и дополнительно тойкомолотый шамот и этиловый эфир ортокремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Фосфатное связующее 0,75-1,25

Окись железа 1,0-1,5 ,Отвальный медно-никелевый шлак фракции 20 мм

Тонкомолотый шамот 0,25-0,35

Этиловый эфир ортокремниевой кислоты 0,04-0,06

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 526538, кл. С 04 В 29/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 770077889999, кл. С 04 B 29/02, 1977.