СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА Российский патент 2008 года по МПК C04B28/26 C04B35/66 C04B111/28 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для футеровки тепловых агрегатов металлургической промышленности.

Известна сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона, включающая тонкомолотую силикат-глыбу, доломит, цирконовый концентрат и тонкомолотый циркон [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая, % по массе: силикат-глыбу 1,8-2; мел 6-7; тонкодисперсный корунд 10-11; муллитокорундовый заполнитель - остальное [2].

Недостатком указанных сырьевых смесей является низкая прочность при высоких температурах и соответственно температура применения изделий из них.

Целью изобретения является повышение температуры применения жаростойкого бетона.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая муллитокорундовый заполнитель и вяжущее, содержащее силикат-глыбу, тонкодисперсный корунд и наполнитель, содержит указанный корунд электроплавленный, а в качестве наполнителя - дегидратированный боксит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба1,8-2,0указанный боксит6-7указанный корунд10-11муллитокорундовый заполнительостальное

Использованы следующие сырьевые материалы:

Силикат-глыба (ГОСТ 13079-81 силикатный модуль 2,7-3,0) следующего химического состава, мас.%: SiO₂ - 72; Na₂O - 26,1; Al₂О₃ - 1,5; Fe₂О₃ - 0,07; остальные примеси - 0,33.

Дегидратированный при 800°С боксит, представляющий собой высокодисперсную аморфную форму Al₂О₃.

Электроплавленный корунд Тохвинского глиноземного завода, характеризующийся следующим химическим составом, мас.%: Al₂O₃ - 98,11-98,79; SiO₂ - 0,13-0,15; Fe₂О₃ - 0,58-1,40; Na₂O - 0,27-0,45.

Муллитокорундовый заполнитель ТУ 14-8-374-89 марки ММКТ-80 с содержанием Al₂О₃ более 80%.

Для определения прочности на сжатие при различных температурах обжига из жаростойкого бетона с использованием вышеуказанных компонентов были изготовлены образцы-цилиндры d=25 мм и h=85 мм. Аналогичные образцы были изготовлены также из жаростойкого бетона состава, приведенного в прототипе с применением в качестве огнеупорного наполнителя мела (табл.1).

Вяжущее для жаростойкого бетона готовили путем совместного измельчения компонентов вяжущего в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500-3000 см²/г.

Затем отдозированные вяжущее и муллитокорундовый заполнитель, затворенные водой при В/Т=0,2, перемешивали в бетономешалке принудительного действия в течение 5-6 минут до получения гомогенной смеси. Из полученной бетонной смеси формовали образцы и после термообработки их при 180-200°С подвергали испытаниям для определения свойств предлагаемого жаростойкого бетона. Результаты испытаний приведены на чертеже и в табл.2.

Отсюда следует, что в интервале температур 800-1600°С прочность на сжатие образцов из жаростойкого бетона с использованием дегидратированного боксита почти в 2 раза выше прочности образцов из жаростойкого бетона с использованием в качестве наполнителя мела.

Это объясняется тем, что в жаростойком бетоне с использованием наполнителя мела при высоких температурах, наряду с высокоогнеупорными соединениями 2CaO·SiO₂, СаО·Al₂О₃, СаО·2Al₂О₃, муллит образуются соединения с температурой плавления 1600°С и ниже (геленит, метасиликат и др.), влияющие на прочность при сжатии, при нагреве и в целом на температуру применения. А при введении в состав жаростойкого бетона в качестве наполнителя дегидратированного боксита, начиная с 1200-1600°С, при взаимодействии с силикатом натрия (силикат-глыба) и корундом обнаружено образование высокоогнеупорных соединений α-Al₂О₃ и муллита, повышающих огнеупорные свойства бетона.

В табл.2 приведены свойства смесей различных составов (см. табл.1) известного и предложенного жаростойкого бетона.

Как видно из табл.2, по сравнению с известным при одинаковых составах смеси предложенный жаростойкий бетон с наполнителем из дегидратированного боксита обладает высокими эксплуатационными свойствами. А прочность на сжатие при нагреве до 1300°С на 50-60% выше, чем у известного.

Таким образом, результаты испытаний предлагаемого жаростойкого бетона показывают, что, вводя в состав вяжущего наряду с силикат-глыбой дегидратированного боксита и электроплавленного корунда при сохранении определенных соотношений между компонентами, можно существенно улучшить термомеханические характеристики и тем самым повысить температуру применения жаростойкого бетона.

Таблица 1КомпонентыСостав смеси, мас.%ПредлагаемаяИзвестная1234512345Мел-----566,578Дегидратированный боксит566,578-----Электроплавленный корунд (тонкодисперсный)91010,51112-----Силикат-глыба1,51,81,9231,51,81,923Корунд (тонкодисперсный)-----91010,51112Муллитокорундовый заполнитель84,582,281,1807784,582,281,18077

Таблица 2Физико-механические показателиНомер составаПредлагаемаяИзвестная1234512345Предел прочности при сжатии, МПа:          после сушки22303740461221263035при нагреве до 1300°С1,151,231,201,030,210,690,730,710,610,12Остаточная прочность, %          после нагрева до 1200°С10011812312611593112116120108после нагрева до 1600°С109130137148142100120130140135Средняя плотность, кг/м2590254624902440238624502400235023002250Термическая стойкость 1300°С водных теплосмен16212427311014182025Температура применения, град1800180018001800160016001600160016001400Огнеупорность, град1997199419821970167018501830181518001510Теплопроводность Вт/(м·°С)0,910,770,720,650,661,000,800,750,700,70

Источники информации

1. SU 1168537 А, Кл. С04В 28/26, Бюл. №27, 1985. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона.

2. SU 1337365 A1, Кл. С04В 28/26, Бюл. №34, 1987. Смесь для изготовления жаростойкого бетона.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для футеровки тепловых агрегатов металлургической промышленности. Технический результат - повышение температуры применения жаростойкого бетона. Смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая муллитокорундовый заполнитель и вяжущее, содержащее силикат-глыбу, тонкодисперсный корунд и наполнитель, содержит указанный корунд электроплавленный, а в качестве наполнителя - дегидратированный боксит при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикат-глыба 1,8-2,0, указанный боксит 6-7, указанный корунд 10-11, муллитокорундовый заполнитель - остальное. 2 табл., 1 ил.

Смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая муллитокорундовый заполнитель и вяжущее, содержащее силикат-глыбу, тонкодисперсный корунд и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит указанный корунд электроплавленный, а в качестве наполнителя - дегидратированный боксит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба1,8-2,0указанный боксит6-7указанный корунд10-11муллитокорундовый заполнительостальное