СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВОГО МАГНЕЗИТОВОГО ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА Российский патент 2009 года по МПК C04B28/26 C04B40/00 B82B3/00 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из безобжигового магнезитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение прочности и термической стойкости изделий из магнезитового жаростойкого безобжигового бетона.

Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе композиций из природных и техногенных стекол (1).

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего силикат-глыбы размерами частиц более 100 микрон, которые в точке растворения в вяжущем или бетоне образуют жидкое стекло, которое невозможно равномерно распределять в массе твердеющего бетона, что также приводит к увеличению плавнеобразующего составляющего и снижению прочности и температуры службы и термической стойкости бетона.

Наиболее близкими к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипами, являются состав и способ (2), где состав включает натриевую силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, тонкомолотый огнеупорный наполнитель, где предусматривается сухое смешивание, затворение водой, формование и сушка при 85-200°С. Основные показатели по прототипу: прочность после сушки при 200°С 20-22 МПа, термическая стойкость 6-7 (1300°С - вода) число теплосмен.

Недостатком известного способа является то, что частицы силикат-глыбы имеют размеры более 100 мк, которые в точке растворения в вяжущем или в бетоне образуют жидкое стекло, которое невозможно равномерно распределять в массе твердеющего бетона, что приводит к снижению прочности после сушки и снижению термической стойкости изделий.

Цель изобретения: повышение прочности и термической стойкости магнезитовых жаростойких безобжиговых бетонов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона, включающий магнезитовый заполнитель, тонкомолотый магнезит, натриевую силикат-глыбу и воду, содержит натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно - тонкомолотые магниевый концентрат и диатомит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магнезитовый заполнитель 60-80 Тонкомолотый магнезит 8-16 Натриевая силикат-глыба в виде   наноразмерных частиц 2-4 Тонкомолотый   магниевый концентрат 4-10 Тонкомолотый диатомит 6-10 Вода из расчета В/Т 0,12-0,14

Поставленная цель достигается также тем, что способ изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключается в переводе натриевой силикат-глыбы в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см²/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-600°С, перемешивании магнезитового заполнителя, тонкомолотых магнезита, магниевого концентрата и диатомита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы в виде наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработке их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч. Причем тонкомолотые магниевый концентрат и диатомит получают путем сухого совместного помола.

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления безобжигового жаростойкого магнезитового бетона с повышенной прочностью, следующие:

магнезитовый заполнитель требуемых фракций;

тонкомолотый магнезит с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г;

тонкомолотый до удельной поверхности 2500-3000 см²/г магниевый концентрат, получаемый при очистке высокоминерализованных термальных вод, имеющий состав, мас.%: MgO 80-88; СаО 10-18; Fe₂O₃+Al₂O₃ 0,2-2,2; SiO₂ 1,6-3,5;

тонкомолотый до удельной поверхности 2500-3000 см²/г диатомит - месторождение Республика Дагестан;

натриевая силикат глыба - полуфабрикат Огнинского стекольного завода, переведенный в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования

гидратированных частиц силикат-глыбы с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г при температуре 200-600°С;

вода - любая, кроме минеральных вод.

Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить указанный технический результат, а именно: увеличение прочности при сжатии изделий после сушки и термической стойкости изделий.

Пример. Предварительно отдозированную часть магнезитового заполнителя измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 3000 см²/г, также магниевый концентрат, диатомит измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 3000 см²/г, затем в подогреваемую бетономешалку загружают в мас.%: магнезитовый заполнитель фракции 1,25-0,63 мм - 70, тонкомолотый магнезит - 12, тонкомолотый магниевый концентрат - 7, тонкомолотый диатомит - 8, смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 85°С водную смесь наноразмерных частиц с размером 10-12 нм натриевой силикат-глыбы, полученную в барбатере, содержание наночастиц - 3, при непрерывном смешивании добавляют также подогретую до 85°С воду из расчета водотвердое отношение 0,14, смешивание массы продолжают 3-4 мин. Из этой массы прессуют изделия при удельном давлении 30 МПа и проводят термообработку изделий термоударом при 300°С в сушильной камере в течение 1,5 ч.

Способ обеспечивает прочность при сжатии после сушки 45-55 МПа, термическую стойкость 12-15 (1300°С - вода) число теплосмен.

Наноразмерные частицы силикат-глыбы получают следующим образом. Тонкомолотую силикат-глыбу с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г (для данного примера 3000 см²/г) гидратируют и загружают в кюветы, расположенные в кварцевой трубке, которая в свою очередь расположена внутри трубчатой печи. С одной стороны в кварцевую трубку подают острый водяной пар, а другая сторона подсоединяется к охладителю конденсата, кондесатосборнику и барбатеру с водой. При повышении температуры в печи до 200-600°С (для данного примера 500°С) происходит дегидратационное диспергирование и наночастицы с размером 10-12 нм уносятся паром в конденсатосборник и в барбатер. Хроматографическим анализом определяют в барбатере и конденсатосборнике количественное содержание наночастиц и по достижению достаточного количества содержания их для вышеуказанного состава бетонной смеси водные смеси наночастиц из барбатера и конденсатоотводчика нагревают до 80-90°С и применяют для приготовления бетона. Суммарное содержание наноразмерных частиц по массе состава в водной смеси из барбатера определяют качественным и количественным Хроматографическим анализом. Показатели прочности при сжатии после сушки и термической стойкости больше на 10-15%, чем в прототипе.

Предлагаемые состав и способ обеспечивают получение структурно-стабильного изделия без предварительного обжига, повышение прочности и термической стойкости изделий за счет полного растворения компонентов.

Литература

1. Способ изготовления безобжиговых огнеупоров. Тотурбиев Б.Д., Батырмурзаев Ш.Д. Авт. свид. СССР №1701693, БИ №48, 30.12.91.

2. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. - М.: Стройиздат, 1988.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из магнезитовых бесцементных жаростойких бетонов, получаемых без предварительного обжига. Технический результат - повышение прочности и термической стойкости магнезитового жаростойкого бетона. Состав для изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона содержит, мас.%: магнезитовый заполнитель 60-80, тонкомолотый магнезит 8-16, силикат глыба в виде наноразмерных частиц 2-4, тонкомолотый магниевый концентрат 4-10, тонкомолотый диатомит 6-10, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключается в переводе натриевой силикат-глыбы в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см²/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-600°С, перемешивании магнезитового заполнителя, тонкомолотых магнезита, магниевого концентрата и диатомита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы в виде наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработке их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч. Причем тонкомолотые магниевый концентрат и диатомит получают путем сухого совместного помола. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

1. Состав для изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона, включающий магнезитовый заполнитель, тонкомолотый магнезит, натриевую силикат-глыбу, воду, отличающийся тем, что он содержит натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно тонкомолотые магниевый концентрат и диатомит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Магнезитовый заполнитель 60-80 Тонкомолотый магнезит 8-16 Силикат-глыба в виде   наноразмерных частиц 2-4 Тонкомолотый магниевый концентрат 4-10 Тонкомолотый диатомит 6-10 Вода из расчета В/Т 0,12-0,14

2. Способ изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона из состава по п.1, заключающийся в переводе натриевой силикат-глыбы в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см²/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-600°С, перемешивании магнезитового заполнителя, тонкомолотых магнезита, магниевого концентрата и диатомита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы в виде наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что тонкомолотые магниевый концентрат и диатомит получают путем сухого совместного помола.