БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1996 года по МПК C04B28/24 

Изобретение относится к огнеупорным материалам и может быть использовано при изготовлении бетонов для футеровки тепловых агрегатов с рабочей температурой более 1300^oС, в частности для печей цементной промышленности.

Известна композиция для изготовления огнеупорного материала следующего состава, мас.

Заполнитель:
Речной песок 17 19
Асбест 8 10
Феррохромовый шлак 2 3
Мелкозернистый шамот Остальное
Связка:
Жидкое стекло 9,0 10,0
Вода 19,0 21,0
ПАВ 0,5 1,0 (I)
Недостатком композиции является низкая прочность 26 МПа и низкая термостойкость 4 6 теплосмен.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сути и достигаемому результату является композиция, включающая жидкое стекло, шамотный заполнитель (мелкозернистый) и тонкодисперсный шамот и добавку, взятые в соотношении, мас.

Заполнитель 68,2
Тонкодисперсный шамот 17,1
Жидкое стекло 13,8
Кремнефтористый натрий 0,9
Недостатком указанного материала является низкая огнеупорность и температура начала деформаций под нагрузкой 0,2 МПа.

Для устранения указанных недостатков бетонная смесь, включающая мелкозернистый шамот, жидкое стекло и добавку, содержит в качестве добавки эмульсию силоксан-акрилатного сополимера.

Силоксан-акрилатная эмульсия имеет следующую структурную формулу:

при следующем соотношении компонентов, мас.

Мелкозернистый шамот 24,6 26,7,
Тонкодисперсный шамот 57,4 62,3
Жидкое стекло 10 15
Указанная эмульсия 1 3
Характеристика силоксан-акрилатной эмульсии:
Внешний вид Однородная эмульсия белого цвета без видимого расслоения
Массовая доля летучих веществ, 45 50
рН эмульсии 6 8
Условная вязкость по вискозиметру ВЗ-4 при 20 ± 2^oС 20 - 40
Силоксан-акрилатную эмульсию получают путем гидролиза винилтриэтанолсилана с одновременной сополимеризацией винилтриэтоксисилана с метилакрилатом, бутакрелатом, стиролом и метакриловой кислотой.

Силоксан-акрилатная эмульсия впервые получена Государственным научно-исследовательским институтом химии и технологии элементоорганических соединений.

Использование силоксан-акрилатной эмульсии при изготовлении огнеупоров предлагается впервые.

Шамот, используемый в составе огнеупорной бетонной смеси, соответствует ТУ 14-8-58-72 со следующими физико-химическими характеристиками:
Химический состав (на прокаленное вещество), мас.

Массовая доля Al₂O₃, не менее 32
Fe₂O₃, не менее 1,6
Огнеупорность, ^oС, не ниже 1690
Водопоглощение, не более 3
Влажность, не более 1
Содержание зерен, мас.

Мелкозернистый шамот (менее 2 мм) 30 35
Тонкодисперсный шамот (менее 0,5 мм) 70 65
Жидкое стекло, используемое при изготовлении огнеупорного бетона соответствует ГОСТ 13078-68 со следующими техническими характеристиками:
SiO₂ 31 33
Fe₂O₃ + Al₂O₃ 0,25
CaO 0,20
SO₃ 0,06
Na₂O 10 12
Силикатный модуль 2,65 3,4
Плотность 1,36 1,50 г/см³
Изобретение поясняется примерами.

Пример 1.

Для получения связки в емкость с мешалкой помещают 60 г/15,0 мас. жидкого стекла и 12 г (3,0 мас.) силоксан-акрилатной эмульсии. Включают мешалку и проводят перемешивание в течение 2 3 мин до получения однородной массы. Далее полученную смесь направляют в емкость, где предварительно подготовлена смесь шамота, состоящая из 24,6 мас. мелкозернистого и 57,4 мас. тонкомолотого шамота общим весом 246 г (82,0 мас.) и перемешивают в течение 10 12 мин. Полученную таким образом огнеупорную бетонную смесь формуют методом прессования с удельным давлением 16 МПа. Через 1 сут отформованные изделия подвергаются термообработке в течение 20 мин при температуре 1350^oС.

Высушенные таким образом изделия подвергают испытаниям в соответствии с существующими ГОСТ.

Остальные примеры, отличающиеся определенным варьированием компонентов смеси, выполнены аналогично примеру 1 и представлены в табл. 1.

Бетонная смесь, включающая мелкозернистый шамот, тонкодисперсный шамот, жидкое стекло и добавку отличается от известной тем, что она содержит в качестве добавки эмульсию с вязкостью 24 40 силоксан-акрилатного сополимера структурной формулы

при следующем соотношении компонентов, мас.

Мелкодисперсный шамот 24,6 26,7
Тонкодисперсный шамот 57,4 62,3
Жидкое стекло 10,0 15,0
Указанная эмульсия 1,0 3,0 ТТТ1

Использование: производство огнеупорного бетона и изделий из него для футеровки тепловых агрегатов. Сущность изобретения: бетонная смесь содержит, мас. %: мелкозернистый шамот 24,6 - 26,7; тонкодисперсный шамот 57,4 - 62,3; жидкое стекло 15,0 - 10,0; эмульсия с вязкостью 20 - 40 силоксан-акрилатного сополимера 1 - 3; 1,0 - 3,0. Положительный эффект: предел прочности при сжатии 36 - 49 МПа; термостойкость 58 - 84 теплосмены (при режиме 1000^oС - вода), плотность 2,16 - 2,22 г/м³. 2 табл.

Бетонная смесь, включающаяся мелкозернистый шамот, тонкодисперсный шамот, жидкое стекло и добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве добавки эмульсию с вязкостью 20 40 силоксанакрилатного сополимера структурной формулы

при следующем соотношении компонентов, мас.

Мелкозернистый шамот 24,6 26,7
Тонкодисперсный шамот 57,4 62,3
Жидкое стекло 10 15
Указанная эмульсия 1 3