СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕГКОГО ОГНЕУПОРНОГО ФИБРОБЕТОНА Российский патент 2009 года по МПК C04B38/02 C04B28/34 C04B14/20 C04B14/48 

Заявляемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству легких огнеупорных фибробетонов.

Наиболее близкой по достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является сырьевая смесь, состоящая из алюминиевой пудры, ортофосфорной кислоты 60% концентрации, глиноземистого шлака, сернокислого шлама и вермикулита при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминиевая пудра 3-4; указанная ортофосфорная кислота 22-25; глиноземистый шлак 40-42; сернокислый шлам 12-14; вермикулит 15-23 [Патент РФ №2257363, 2005 - прототип].

Недостатком сырьевой смеси является низкая прочность на сжатие и растяжение.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение прочности на сжатие и растяжение сырьевой смеси за счет повышения сопротивления сжимающим и растягивающим напряжениям при сохранении малой плотности, высокой огнеупорности и времени отверждения.

Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что сырьевая смесь для производства легкого огнеупорного фибробетона, включающая алюминиевую пудру, ортофосфорную кислоту 60% концентрации, глиноземистый шлак, сернокислый шлам, вермикулит, дополнительно содержит фибровые волокна из проволоки «Хромель Т» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

алюминиевая пудра 3-4 указанная ортофосфорная кислота 24-26 глиноземистый шлак 32,5-34,5 сернокислый шлам 13-15 вермикулит фракции 0-5 мм 18-26 фибровые волокна из проволоки   «Хромель Т» диаметром 0,5 мм, длиной 30 мм 1,5-2,5

Сырьевая смесь после затвердевания может применяться в конструкциях теплотехнических сооружений, испытывающих помимо сжимающих значительные растягивающие напряжения. Для повышения сопротивления сжатию и растяжению в сырьевую смесь вводят металлические волокна-фибры, способные воспринимать на себя большие сжимающие и особенно растягивающие нагрузки. Проволока из сплава НХ 9,5 «Хромель Т», применяемая для изготовления термопар и содержащая в своем составе 8-10% хрома и 90-92% никеля, характеризуется большой прочностью на растяжение (до 500 МПа) и высокими огнеупорными свойствами. Сохранение заданной плотности полученных изделий в соответствии с прототипом обеспечивается тем, что в предлагаемой сырьевой смеси увеличено количество вермикулита фракции 0-5 мм, при этом уменьшено количество глиноземистого шлака, отличающегося повышенной плотностью.

Таким образом, введение в сырьевую смесь металлических волокон-фибр, выполненных из проволоки НХ 9,5 «Хромель Т», а также увеличение расхода легкого наполнителя - вермикулита при одновременном снижении количества более плотного глиноземистого шлака обеспечивает получение быстротвердеющей смеси повышенной прочности на сжатие и растяжение при сохранении малой плотности, высокой огнеупорности и времени отверждения, что и является новым техническим свойством заявляемой сырьевой смеси для производства легкого огнеупорного фибробетона.

Сырьевую смесь готовят в следующей последовательности.

К сернокислому шламу добавляют ортофосфорную кислоту 60% концентрации в количестве 32% от общего объема и перемешивают в течение 1-2 минут. Отдельно приготавливают сухую смесь, состоящую из алюминиевой пудры, глиноземистого шлака, вермикулита фракции 0-5 мм и металлических волокон-фибр диаметром 0,5 мм и длиной 30 мм. Время перемешивания обусловлено равномерным распределением фибр в смеси и составляет 2-4 минуты. Подготовленные в разных емкостях указанные смеси соединяют и затворяют оставшимся количеством (68%) ортофосфорной кислоты 60% концентрации. Полученную сырьевую смесь интенсивно перемешивают до начала бурного тепловыделения и формуют в изделие. Скорость затвердевания смеси составляет 29-31 минуту.

Для экспериментальной проверки заявленной сырьевой смеси были приготовлены несколько составов смесей, отличающиеся друг от друга различным содержанием компонентов в процентном отношении по массе, три из которых показали оптимальные результаты.

Полученные составы заявленной сырьевой смеси представлены в таблице 1.

Таблица 1 Составы сырьевой смеси Содержание компонентов в составе смеси, мас.% 1 2 3 Алюминиевая пудра 3,0 3,5 4,0 Кислота ортофосфорная 60% концентрации 24,0 25,0 26,0 Глиноземистый шлак 32,5 33,5 34,5 Сернокислый шлам 13,0 14,0 15,0 Вермикулит фракции 0-5 мм 26,0 22,0 18,0 Фибра из проволоки «Хромель Т» диаметром 0,5 мм, длиной 30 мм 1,5 2,0 2,5

Для сравнения физико-механических свойств заявленной сырьевой смеси и смеси по прототипу были изготовлены образцы, которые подвергались испытаниям прочности на сжатие и на растяжение. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 2 Свойства сырьевой смеси в сравнении с прототипом Прототип Составы сырьевой смеси 1 2 3 Время отверждения, мин 28-30 29 30 31 Прочность на сжатие, МПа 2,2-3,2 3,8 4,05 4,47 Прочность на растяжение, МПа 0,32-0,87 1,12 1,23 1,78 Средняя плотность, г/см³ 0,53-0,64 0,58 0,62 0,64

Анализ представленных в таблицах данных показывает, что введение в заявленную сырьевую смесь металлических волокон-фибр из сплава «Хромель Т», имеющего высокие огнеупорные свойства, при указанных соотношениях входящих в нее компонентов способствует согласно составу №3 увеличению прочности на сжатие в 1,5 раза, а прочности на растяжение - в 2 раза при сохранении средней плотности изделий и одинаковом по сравнению с прототипом времени отверждения.

Использование заявляемого изобретения позволит повысить прочность, трещиностойкость и долговечность (срок службы) конструкций теплотехнических сооружений.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству легких огнеупорных фибробетонов. Технический результат: повышение прочности материала на сжатие и на растяжение при сохранении малой плотности, высокой огнеупорности и времени отверждения. Сырьевая смесь для производства легкого огнеупорного фибробетона включает, мас.%: алюминиевая пудра 3-4, ортофосфорная кислота 60%-ной концентрации 24-26, глиноземистый шлак 32,5-34,5, сернокислый шлам 13-15, вермикулит фракции 0-5 мм 18-26, фибровые волокна из проволоки «Хромель Т» диаметром 0,5 мм, длиной 30 мм 1,5-2,5. 2 табл.

Сырьевая смесь для производства легкого огнеупорного фибробетона, включающая алюминиевую пудру, ортофосфорную кислоту 60% концентрации, глиноземистый шлак, сернокислый шлам и вермикулит, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фибровые волокна из проволоки «Хромель Т» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алюминиевая пудра 3-4 указанная ортофосфорная кислота 24-26 глиноземистый шлак 32,5-34,5 сернокислый шлам 13-15 вермикулит фракции 0-5 мм 18-26 фибровые волокна из проволоки   «Хромель Т» диаметром 0,5 мм, длиной 30 мм 1,5-2,5