СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЖАРОСТОЙКОГО КОНСТРУКЦИОННО- ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО БЕТОНА Российский патент 2005 года по МПК C04B28/06 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к жаростойким лекгобетонным смесям на пористых заполнителях.

Известна сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона, содержащая глиноземистый цемент, тонкомолотый гранулированный шлак от выплавки силикомарганца, шлак от выплавки хромомарганцевистой стали и воду [1].

Недостатком известной смеси является низкая стойкость к воздействию агрессивной среды, а именно к воздействию оксида свинца, высокая средняя плотность и высокие показатели теплопроводности.

Наиболее близкой к предлагаемой является сырьевая смесь, содержащая шлакопортландцемент, тонкомолотую шлаковую добавку, шлаковую пемзу фракции 5-20 мм и фракции менее 5 мм, воздухововлекающую добавку, бокситовый шлам и воду [2].

Недостатком этой смеси является то, что она не может обеспечить защиту конструкции от воздействия оксидов, например оксида свинца, содержащегося в расплаве свинца, используемого в ядерных реакторах, так как состав смеси содержит большое количество СаО и SiO₂, которые при температуре реактора 450°С начинают разложение при реакции с РbО и влияют на появление деструктивных явлений в бетоне.

Техническая задача заключается в том, чтобы обеспечить защиту конструкции от агрессивного воздействия расплава тяжелых металлов, а именно расплава свинца, за счет обеспечения теплофизических свойств бетона покрытия, близких к свойствам металла лайнера реактора.

Поставленная задача решается таким образом, что сырьевая смесь для жаростойкого конструкционно-теплоизоляционного бетона, включающая вяжущее, шлаковую пемзу фракции 5-10 мм, 10-20 мм и менее 5 мм и воду, согласно изобретению содержит в качестве вяжущего высокоглиноземистый цемент, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокоглиноземистый цемент 15,0-20,0

Шлаковая пемза фракции 5-10 мм 15,16-18,55

фракции 10-20 мм 23,95-24,37

фракции менее 5 мм 37,5-42,5

Вода до водотвердого отношения 0,1-0,15

Предлагаемая смесь отличается от известной видом вяжущего, соотношением компонентов и соотношением фракций заполнителя, которое обеспечивает оптимальную плотность упаковки и прочность бетона, а также сопротивление проникновению расплава свинца.

Техническим результатом предлагаемого состава является получение бетона с коэффициентом линейного температурного расширения близкого к теплопроводности металла поверхности лайнера в результате использования высокоглиноземистого цемента, химический состав которого позволяет взаимодействовать его элементам с РbО при высоких температурах при 400-1000°С.

В качестве вяжущего используют высокоглиноземистый цемент марки 800 ТУ 21-60-84 МПСМ СССР. Химический состав вяжущего в %: АlО₃ - 71,87; СаО - 23,63; SiO₂ - 0,54; Fе₂O₃ - 1,9; MgO - 1,08; Na₂O - 0,23; К₂О - 0,01; SO₃ - 0,07; ппп - 0,76.

В качестве заполнителя используют шлаковую пемзу фракций 5-10 мм; 10-20 мм и песок фракции 0-5 мм Новолипецкого металлургического комбината следующих характеристик: плотность соответственно 750 кг/м³ и 1050 кг/м³, прочность при сдавливании в цилиндре 1,1 МПа, водопоглощение по массе за 1 час 19%.

Смесь готовят путем последовательного введения в бетономешалку заполнителя, цемента и воды и перемешивания в течение 3-5 мин. Из смеси формуют образцы 15×15×15 см и 7,07×7,07×7,07 см. Уплотнение производят на стандартной виброплощадке. Образцы подвергают тепловой обработке при 100°С.

Составы смесей и физикомеханические свойства бетона приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый состав сырьевой смеси обеспечивает получение легкого жаростойкого конструкционно-теплоизоляционного бетона с температурой применения до 1000°С.

Источники информации:

1. SU Авторское свидетельство №1576513, кл. С 04 В 28/06, опубл. БИ №25, 07.07.1990 г.

2. SU Авторское свидетельство №1595823, кл. С 04 В 38/08, опубл. БИ №36, 30.09,1990 г. (прототип).

№ п/пПоказательСостав мас.%123Известный1Высокоглиноземистый цемент18,1219,6920,0 2.Шлаковая пемза Фракция 10-20 мм25,3224,3723,95 3.Шлаковая пемза Фракция 5-10 мм14,6815,1618,55 4Шлаковая пемза Фракция 0-5 мм41,8840,7837,5 5Вода В/Т/литр0,125/2000,115/1840,1/160 6Прочность бетона при сжатии после ТО, МПа12,012,212,528 сут 6,97Прочность на сжатие через 28 суток, МПа17,117,418,17,28Прочность бетона после выдержки в расплаве свинца,МПа11,812,112,4 9Температура применения бетона °С.10001000100030010Плотность бетона, кг/м³1622161216001495

Настоящее изобретение относится к составу сырьевой смеси для жаростойкого конструкционно-теплоизоляционного бетона и может найти применение для получения жаростойких покрытий и конструкций, например атомных реакторов. Сырьевая смесь содержит при следующем соотношении, мас.%: высокоглиноземистый цемент 15,0-20,0; шлаковая пемза фракции 5-10 мм 15,16-18,55, фракции 10-20 мм 23,95-24,37, фракции менее 5 мм 37,5-42,5, вода до водотвердого отношения 0,1-0,15. Технический результат - обеспечение защиты конструкций от воздействия расплава тяжелых металлов, а именно расплава свинца. 1 табл.

Сырьевая смесь для жаростойкого конструкционно-теплоизоляционного бетона, включающая вяжущее и шлаковую пемзу фракций 5-10 мм, 10-20 мм и менее 5 мм, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего высокоглиноземистый цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокоглиноземистый цемент 15,0-20,0

Шлаковая пемза фракции 5-10 мм 15,16-18,55

фракции 10-20 мм 23,95-24,37

фракции менее 5 мм 37,5-42,5

Вода до водотвердого отношения 0,1-0,15