СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВОГО ДИНАСОВОГО ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА Российский патент 2010 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 динасового жаростойкого бетона.

Технический результат - повышение прочности и термической стойкости изделий из динасового 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 размером частиц более 1-100 микрон, которые в точке растворения в вяжущем или бетоне образуют жидкое стекло, которое невозможно равномерно распределять в массе затвердевшего бетона, что приводит к увеличению плавнеобразующего составляющего и снижению прочности и термической стойкости бетона.

Наиболее близкими, т.е. прототипами, являются состав и способ изготовления безобжиговых огнеупоров (2) с использованием состава, который включает натриевую силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, тонкомолотый огнеупорный наполнитель, где предусматривается совместный помол части огнеупорного заполнителя и силикат-глыбы, а также нагрев компонентов до 80-90°С при сухом смешивании, затворение нагретой до 80-90°С водой, формование прессованием при 40 МПа и сушка при 250-300°С в течение 1-2 ч.

Недостатком известных состава и способа является то, что частицы силикат-глыбы после механического помола имеют размеры более 100 мк и поэтому требуется большее время смешивания, а также не достигается равномерное распределение в смеси образовавшегося жидкого стекла.

Цель изобретения: повышение прочности динасовых жаростойких безобжиговых бетонов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона, включающий динасовый заполнитель, тонкомолотый динас, натриевую силикат-глыбу и воду, содержит натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно - тонкомолотые боксит и кварцит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Динасовый заполнитель 60-80 Тонкомолотый динас 8-16 Тонкомолотый боксит 6-10 Тонкомолотый кварцит 4-10

Натриевая силикат-глыба в виде

наноразмерных частиц 2-4 Вода из расчета В/Т 0,12-0,14

Указанная цель достигается также тем, что способ изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона из состава, указанного выше, 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 динасового заполнителя, тонкомолотых динаса, боксита и кварцита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала в виде их 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 час. Причем тонкомолотые боксит и кварцит получают путем их совместного сухого помола.

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона, следующие:

динасовый заполнитель требуемых фракций;

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

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

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

натриевая силикат-глыба - отход Огнинского стекольного завода, тонкомолотая до удельной поверхности 2500-3000 см²/г;

вода - любая, кроме минеральных вод.

Тонкомолотые компоненты предварительно готовят путем раздельного помола в шаровой мельнице, боксит и кварцит возможно подвергать совместному помолу, затем натриевую силикат-глыбу переводят в наноразмерные частицы с их размером 10-12 нм путем дегидратационного диспергирования гидратированных частиц с указанной удельной поверхностью при температуре 200-600°С.

Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно увеличение прочности при сжатии после сушки до 55-65 МПа.

Пример. Предварительно отдозированные части динасового заполнителя, кварцита, боксита, силикат-глыбы измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 3000 см²/г, затем в подогреваемую бетономешалку с укрепленными на ее корпусе тэнами и снабженную теплоизоляцией загружают в мас.%: динасовый заполнитель фракции 0,63 мм, тонкомолотые динас, боксит, кварцит и смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 85°С водную смесь наноразмерных частиц натриевой силикат-глыбы, имеющие размер 10-12 нм, полученные в барбатерах. Также при непрерывном смешивании дополнительно добавляют 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 250-300°С в сушильной камере в течении 1,5 ч. Состав, параметры способа и результаты испытаний приведены в таблице.

Наноразмерные частицы силикат-глыбы получают раздельно следующим образом. Тонкомолотую натриевую силикат-глыбу с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г (для данного примера 3000 см²/г) гидратируют и помещают в кюветы, находящиеся в кварцевых трубках, которые расположена в печи. В трубки пускают острый водяной пар и нагревают до 200-600°С (в данном примере 600°С). При этом паром уносятся наноразмерные частицы и после холодильника поступают в конденсатоотводчики и барбатеры. Затем из конденсатоотводчиков и барбатеров берут пробы и хроматографическим анализом определяют в барбатере и конденсатосборнике количественное и качественное содержание наночастиц и по достижению достаточного количества содержания их для вышеуказанного состава бетонной смеси водные смеси наночастиц из барбатеров и конденсатоотводчиков нагревают до 80-90°С и применяют для приготовления бетона.

Причем значения массовых процентов соответствующих наночастиц устанавливают путем количественного хроматографического анализа водной смеси из барбатера в процессе получения их.

Предлагаемые состав и способ обеспечивают получение структурно-стабильного изделия без предварительного обжига, повышение прочности, температуры эксплуатации и термической стойкости изделий за счет полного растворения наноразмерных компонентов силиката натрия и каустического доломита с тонкомолотыми частицами наполнителей и заполнителем бетона, а также за счет равномерного распределения их в смеси в процессе смешивания.

Литература

1. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Зейфман М.И., Тотурбиев Б.Д. Жаростойкие бетоны на основе композиций из природных и техногенных стекол. - М.: Стройиздат, 1966. - 144 с.

2. Способ изготовления безобжиговых огнеупоров. Тотурбиев Б.Д., Батырмурзаев Ш.Д. А.С. СССР №1701693, БИ №48, 30.12.91.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из динасовых бесцементных жаростойких бетонов, получаемых без предварительного обжига. Технический результат - повышение прочности динасового жаростойкого бетона. Состав для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона содержит, мас.%: динасовый заполнитель 60-80, тонкомолотый динас 8-16, тонкомолотый боксит 6-10, тонкомолотый кварцит 4-10, натриевая силикат-глыба в виде наноразмерных частиц 2-4, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления безобжигового динасового 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 динасового заполнителя, тонкомолотых динаса, боксита и кварцита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала в виде их 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 час. Причем тонкомолотые боксит и кварцит получают путем их совместного сухого помола. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

1. Состав для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона, включающий динасовый заполнитель, тонкомолотый динас, натриевую силикат-глыбу и воду, отличающийся тем, что он содержит натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно - тонкомолотые боксит и кварцит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Динасовый заполнитель 60-80 Тонкомолотый динас 8-16 Тонкомолотый боксит 6-10 Тонкомолотый кварцит 4-10 Натриевая силикат- глыба в виде наноразмерных частиц 2-4 Вода Из расчета В/Т 0,12-0,14

2. Способ изготовления безобжигового динасового 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 динасового заполнителя, тонкомолотых динаса, боксита и кварцита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы и мелочно-белого опала в виде их 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 боксит и кварцит получают путем их совместного сухого помола.