ТЕРМОИЗОЛЯЦИОННАЯ МАССА Российский патент 2013 года по МПК C04B28/26 C04B111/20 

Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, в частности к термоизоляционным массам, предназначенным для теплоизоляции тепловых, печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой изолируемой поверхности до 1150°C.

Известна термоизоляционная масса, (RU №2370468, C04B 28/26, 18/14, 14/10, 35/66, 111/40, бюл. №29, опубл. 20.10.2009) при следующих соотношениях компонентов, мас.%: жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³ - 30,5-37,0, гранулированный доменный шлак с модулем крупности M_кр=2,0-2,8-45,0-48,0, кембрийская глина - 12,7-15,0, стеклобой - 0,7-0,9, череп - 1,0-1,2, гранитные отсевы - 1,8-2,2, доломит - 1,8-2,2.

Недостатком такой термоизоляционной массы является низкая прочность.

Наиболее близкой к заявляемой является термоизоляционная масса (RU №2426707, C04B 28/26, 18/14, 35/66, 111/20, бюл. №23, опубл. 20.08.2011) при следующих соотношениях компонентов, мас.%: жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³ - 32,0-37,0, гранулированный доменный шлак с модулем крупности M_кр=2,0-2,8 - 46,0-48,0, кембрийская глина - 7,0-8,0, огнеупорная глина - 3,5-4,0, формоотход - 3,5-4,0, череп - 0,8-1,0, доломит - 2,2-3,0.

Недостатком такой термоизоляционной массы является низкая прочность.

Настоящее изобретение направлено на создание новой термоизоляционной массы с повышенной прочностью и одновременной утилизацией промышленных отходов.

Поставленная техническая задача достигается тем, что термоизоляционная масса, содержащая кембрийскую глину, огнеупорную глину, череп, доломит, и формоотход - отход от сталелитейного производства на основе кварцевого песка, совместно молотые до остатка на сите 0,08 не более 1%, жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³, дополнительно содержит отсев строительных отходов от разборки зданий с M_кр=2,7, на 80% состоящий из боя тяжелого бетона на гранитном щебне, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³ 28,0-30,0 указанный отсев строительных отходов от разборки зданий 50,0-52,0 кембрийская глина 7,5-8,5 огнеупорная глина 3,5-4,5 указанный формоотход 3,0-4,5 доломит 3,0-3,3 череп 1,0-1,2.

В качестве связующего выбрано жидкое стекло Na₂SiO₃*nH₂O (ГОСТ 13078-81, ТУ 113-08-00206457-28-93), изготавливаемое из растворимого силиката натрия.

В качестве заполнителя и отвердителя используется техногенный продукт - отсев строительных отходов от разборки зданий с M_кр=2,7 на 80% представленный боем тяжелого бетона, в состав которого входит гранитный щебень и цементная составляющая (гидросиликаты и алюмосиликаты кальция и магния), также в состав отсева входит бой кирпича (силикаты и алюмосиликаты кальция), небольшое количество боя стекла и выгорающей органики - щепы и полистирола.

Кембрийская глина - легкоплавкая, полукислая, низкодисперсная, с низким содержанием крупнозернистых включений, насыпная плотность 1450 кг/м³, интервал спекания 50-100°C. Огнеупорная глина представлена латненской глиной (месторождение ст. Латное Воронежской обл.), которая отличается повышенным содержанием плавней и высокой степенью измельчения частиц, часть которых имеет коллоидальный характер. Данные химического анализа глин представлены в таблице 1.

Формоотход является отходом от сталеплавильного производства, на 98% состоящий из кварцевого песка с остатками частично не выгоревшей органики и жидкого стекла. Возможно небольшое присутствие окалины.

Таблица 1 Химический состав кембрийской и латненской глин, мас.% Глина SiO₂ TiO₂+Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO MgO K₂O+Na₂O SO₃ П.п.п. кембрийская 62,83 17,29 6,64 1,24 2,73 4,5 0,54 4,26 латненская 47,4 36,7 0,9 0,4 0,04 0,11 - 11,5

Доломит - CaMg(CO₃)₂ - минерал группы карбонатов, по химическому составу двойной карбонат кальция и магния: CaCO₃·MgCO₃, содержит примеси глины, известняка. При температуре 600-700°C происходит диссоциация MgCO₃, при 830-900°C происходит диссоциация CaCO₃.

Череп представляет собой бой обожженных керамических изделий и состоит в основном из кварца и алюмосиликатов кальция и магния.

Присутствие отсева строительных отходов от разборки зданий, в данной композиции расширяет интервал спекания и увеличивает прочность образцов.

Пример конкретного выполнения

Дозируют и подвергают помолу в шаровой мельнице до остатка на сите 0,08 не более 1% кембрийскую и латненскую глины, формоотход - отход от сталелитейного производства на основе кварцевого песка, череп, доломит. Дозируют полученную тонкомолотую смесь в бетономешалку. Дозируют жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³ и отсев строительных отходов от разборки зданий с M_кр=2,7, на 80% состоящий из боя тяжелого бетона на гранитном щебне. Приготавливают термоизоляционную массу, смешивая отдозированные компоненты в бетономешалке в течение 3-5 минут.

Жаростойкая термоизоляционная масса используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья или набивки.

Твердение термоизоляционной массы осуществляется в течение 24 часов в нормальных условиях. Затвердевшие образцы вынимают из форм и сушат при температуре 100-110°C. Высушенные образцы готовы к эксплуатации.

Для определения прочности образцы, отформованные вручную в формах размером 160×40×40 мм, сушили при температуре плюс 100°C до влажности 4-6% и обжигали при максимальной температуре плюс 1000°C с выдержкой не менее 1 часа. После обжига определялся предел прочности образцов при сжатии по ГОСТ 8462-85. Состав и свойства термоизоляционной массы представлены в таблице 2.

При получении термоизоляционной массы заявляемого состава используются побочные продукты строительной промышленности, что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции.

Термоизоляционная масса, характеризуемая физико-механическими характеристиками, указанными в таблице 2, может быть использована для изготовления теплоизоляционных изделий, с температурой применения до плюс 1150°C.

Анализируя данные таблицы 2 можно сделать вывод, что термоизоляционная масса характеризуется повышением прочности на 20% по сравнению с прототипом, что расширяет диапазон применения массы и достигается попутный эффект утилизации отходов.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий, предназначенных для теплоизоляции тепловых печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой эксплуатации до 1150°C. Технический результат - повышение прочности. Термоизоляционная масса содержит кембрийску глину, огнеупорную глину, формоотход - отход от сталелитейного производства на основе кварцевого песка, доломит и череп, совместно молотые до остатка на сите 0,08 не более 1%, жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³, отсев строительных отходов от разборки зданий с модулем крупности M_кр=2,7, на 80% состоящий из боя тяжелого бетона на гранитном щебне, при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 28,0-30,0, указанный отсев 50,0-52,0, кембрийская глина 7,5-8,5, огнеупорная глина 3,5-4,5, указанный формоотход 3,5-4,5, доломит - 3,0-3,3, череп - 1,0-1,2. 1 пр., 2 табл.

Термоизоляционная масса, содержащая кембрийскую глину, огнеупорную глину, череп, доломит и формоотход - отход от сталелитейного производства на основе кварцевого песка, совместно молотые до остатка на сите 0,08 не более 1%, жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³, отличающаяся тем, что дополнительно содержит отсев строительных отходов от разборки зданий с M_кр=2,7, на 80% состоящий из боя тяжелого бетона на гранитном щебне, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³ 28,0-30,0 отсев строительных отходов от разборки зданий   с M_кр=2,7, на 80% состоящий из боя тяжелого   бетона на гранитном щебне 50,0-52,0 кембрийская глина 7,5-8,5 огнеупорная глина 3,5-4,5 формоотход - отход от сталелитейного   производства на основе кварцевого песка 3,0-4,5 доломит 3,0-3,3 череп 1,0-1,2