СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРУНДОВОГО 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 корундового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение прочности при сжатии изделий из корундового жаростойкого бетона после обжига.

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

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего силикат натрия размером частиц не менее 10-100 мкм, которые в точке растворения в вяжущем или бетоне образует жидкое стекло, чего невозможно равномерно распределять в массе твердеющегося бетона, что также приводит к увеличению плавнеобразующего составляющего и снижению температуры службы бетона.

Известен корундовый жаростойкий бетон, включающий заполнитель из электроплавленного корунда и композиционное вяжущее на основе тонкомолотого электроплавленного корунда и силикат натрия, где предусмотрена формование, сушка и обжиг при максимальной температуре применения (2). Недостаток - предел прочности изделий после обжига низкий из-за недостатка аморфного кремнезема, щелочных алюмосиликатов, а также малая реакционная способность частиц силикат натрия, имеющих размеры 100 мкм и более.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипом является способ изготовления безобжиговых огнеупоров (3), который включает силикат глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, содержащийся кристаллический кварцит, тонкомолотый огнеупорный наполнитель, где предусматривается 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 известного способа является то, что частицы силикат глыбы имеют размеры более 100 мкм и поэтому требуется большее время смешивание, что приводит к расслоению изделий при формовании их прессованием при 40 МПа, а также не достигается равномерного распределения в смеси образовавшегося жидкого стекла.

Цель изобретения: повышение прочности при сжатии изделий после обжига из электроплавленных корундовых жаростойких бетонов.

Поставленная цель достигается путем изготовления состава, содержащего натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц, заполнителя - электроплавленного корунда, тонкомолотого электроплавленного корунда v дополнительно введением в состав смеси из тонкомолотого диатомита,технического глинозема и щелочного алюмосиликата Na₂O 11-12+Al₂О₃ в масс.%:

Электроплавленный корундовый заполнитель 60-80 Тонкомолотый электроплавленный корунд 8-16 Натриевая силикат-глыба в виде наноразмерных частиц 2-4 Тонкомолотый технический глинозем 4-8 Тонкомолотый диатомит 4-6 Указанный щелочной алюмосиликат Na₂O 11-12+Al₂О₃ 2-6 Вода, нагретая до 80-90°С, из расчета В/Т 0,12-0,14

Предлагаемый способ достигается тем, что натриевую силикат-глыбу переводят в наноразмерные частицы SiO₂ и Na₂О путем дегидрационного диспергирования гидратированных частиц натриевой силикат- глыбы с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г, при температурах 200-1000°С. Наполнитель получают отдельным помолом отдозированой части в мас.% электроплавленного корунда и совместным помолом отдозированных частей технического глинозема, диатомита и щелочного алюмосиликата Na₂О 11-12+Аl₂О₃, смешиванием этих компонентов при температуре 80-90°С в сухом виде, затем смешиванием с нагретой до 80-90°С водой, формование ведут прессованием при 30 МПа, а сушку проводят термоударом при 250-300°С в течение 1-2 час.

В качестве исходных компонентов, входящих в состав сырьевой смеси, для изготовления жаростойкого корундового бетона с повышенной прочностью использовали, в мас.%: электроплавленный корундовый заполнитель - 70; тонкомолотый электроплавленный корунд 12; смесь, включающую в мас.%: тонкомолотого диатомита 5; технического глинозема 6; щелочного алюмосиликата Na₂О11-12+Аl₂О₃ 4, получаемую совместным сухим помолом в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500-3000 см²/г, натриевую силикат-глыбу, переведенную в наноразмерные частицы SiO₂ и Na₂О, путем дегидратационного диспергирования гидратированных частиц натриевой силикат-глыбы с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г, при температурах 200-1000°С 2-4; воду, нагретую до 80-90°С, из расчета В/Т 0,12-0,14 - любую, кроме минеральных вод.

Использование заявленной совокупности исходных материалов позволяет получить достигаемый технический результат, а именно повышение прочности изделий из электроплавленных корундовых жаростойких бетонов после обжига.

Пример 1. Предварительно отдозированную часть заполнителя из электроплавленного корунда измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 2500-3000 см²/г, затем в подогреваемую бетономешалку загружают в мас.%: электроплавленный корундовый заполнитель 70, тонкомолотый электроплавленный корунд 12, смесь, включающую тонкомолотого диатомита 5, технического глинозема 6 и щелочного алюмосиликата Na₂О 11-12+Al₂О₃ 4, смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 80-90°С водную смесь наноразмерных частиц натриевой силикат-глыбы, полученную в барботере, при непрерывном смешивании добавляют нехватающую часть воды, подогретую также до 80-90°С, из расчета водотвердое отношение 0,12-0,14, смешивание массы продолжают 3-4 мин. Из этой массы прессовали изделия при удельном давлении 30 МПа и проводили термообработку термоударом при 250-300°С в сушильной камере в течение 1-2 ч и затем обжигали при 1100-1200°С в течение 1-1,5 ч.

Предлагаемый состав и способ обеспечивает получение структурно-стабильных изделий, с прочностью при сжатии после обжига при температуре 1100-1200°С 45-60 МПа. Повышение прочности изделий после обжига достигается за счет полного растворения компонентов натриевой силикат-глыбы, части аморфного и кристаллического кварца, присутствием щелочного алюмосиликата Na₂O 11-12+Аl₂О₃, а также за счет равномерного распределения наночастиц натриевой силикат-глыбы 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.: Сройиздат. 1986. - 144 с.

2. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат натриевых композиций. - М.: Стройиздат, 1988. - 208 с.

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

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из корундовых жаростойких бетонов. Технический результат - повышение прочности при сжатии изделий после обжига. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона содержит, мас.%: электроплавленный корундовый заполнитель 60-80, тонкомолотый электроплавленный корунд 8-16, натриевая силикат-глыба в виде наноразмерных частиц 2-4, тонкомолотый технический глинозем 4-8, тонкомолотый диатомит 4-6, щелочной алюмосиликат Nа₂O 11-12+Аl₂O₃ 2-6, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления корундового 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 200-1000°С, перемешивании электроплавленного корундового заполнителя, тонкомолотого электроплавленного корунда и смеси тонкомолотого диатомита, технического глинозема и указанного алюмосиликата 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, премешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 час с последующим обжигом при 1100-1200°С в течение 1-1,5 час. 2 н.п. ф-лы.

1. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона, включающий корундовый заполнитель, тонкомолотый корунд, натриевую силикат-глыбу и воду, отличающийся тем, что он содержит корунд электроплавленный, натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно - смесь тонкомолотых диатомита, технического глинозема, щелочного алюмосиликата Nа₂O 11-12+Аl₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Электроплавленный корундовый заполнитель 60-80 Тонкомолотый электроплавленный корунд 8-16 Натриевая силикат-глыба в виде наноразмерных частиц 2-4 Тонкомолотый технический глинозем 4-8 Тонкомолотый диатомит 4-6 Указанный щелочной алюмосиликат 2-6 Вода из расчета В/Т 0,12-0,14

2. Способ изготовления корундового 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 200-1000°С, перемешивании электроплавленного корундового заполнителя, тонкомолотого электроплавленного корунда и смеси тонкомолотого диатомита, технического глинозема и указанного алюмосиликата 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, премешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч с последующим обжигом при 1100-1200°С в течение 1-1,5 ч.