КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ Российский патент 2016 года по МПК C04B28/34 C04B12/02 C04B111/20 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. К химическим связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.

Известны композиции для получения пористых заполнителей (для бетонов) на основе химических связующих следующего состава, мас. %: жидкое стекло - 45-65; хлорид натрия - 5-15; отход горно-обогатительной фабрики при обогащении угля - 15-20; межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев, - 15-20 (патент Российской Федерации №2440312, МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. №2010122114. Заявл. 31.05.2010; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2) [1].

Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,65-2,75 МПа.

Наиболее близкой к изобретению является композиция для получения жаростойких бетонов (композитов), включающая следующие компоненты, мас. %: глиноземсодержащий шлам - 10,5-10,53 (220 кг/см³); отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; H₃PO₄ - 10-15; шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас. %: SiO₂ - 2,5; Al₂O₃ - 72,18; TiO₂ - 10,2; Fe₂O₃ - 0,30; СаО - 11,4; MgO - 3,3, - 24-30 (патент Российской Федерации №2521005, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. №2013102609. Заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014. Бюл. №18) [2].

Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°C и низкая термостойкость.

Задача изобретения - повышение качества жаростойкого бетона (композита).

Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов (композитов).

Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, карбонатный щебень фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н₃РО₄ плотностью не менее 1,69 г/см³, дополнительно вводят магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 карбонатный щебень фракции 5-10 мм 33-40 речной песок с модулем крупности 1,68 10-13 H₃PO₄ плотностью не менее 1,69 г/см³ 10-15 магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого   феррохрома с содержанием, мас, %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33;   Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8 24-30

Магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома образуется при выплавки ферросплавов в плавильных печах при производстве высокоуглеродистого феррохрома. Гранулометрический состав представлен следующими фракциями, %: 0-5 мм - 15; 5-20 мм - 25; 20-60 мм - 60. Минералогический состав представлен основными минералами: аморфной стеклофазой, кварцем (SiO₂), пироксеном - Ca(Mg, Fe)[Si₂O₆]; корундом (Al₂O₃); шпинелью (Mg, Al₂O₄); хромшпинелью (Mg, 4

Согласно ТУ 38.103544-89 отработанный катализатор ИМ-2201 должен иметь следующие показатели: внешний вид порошка - серо-зеленого цвета, насыпная плотность 1,0-1,5 г/см³; массовая доля Al₂O₃ не менее 70%.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких бетонов и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку. Составы для производства жаростойких композитов представлены в таблице 1.

Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие бетоны требуют особую термообработку.

Для бетонов на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 1, - нагревание до 500°C с подъемом температуры до 200°C со скоростью 60°C/час и до 500°C - 150°C/час, выдерживание в течение 4 часов, охлаждение вместе с печью.

В таблице 2 представлены физико-механические показатели жаростойкого бетона.

Как видно из таблицы 2, жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании магнийсодержащего шлака от производства высокоуглеродистого феррохрома позволяет значительно повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.

Использование техногенного сырья при получении жаростойкого композита способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе фосфатных связок. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов. Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, карбонатный щебень фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н₃РО₄ плотностью не менее 1,69 г/см³, дополнительно содержит магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8, при следующем соотношении компонентов, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15, карбонатный щебень фракции 5-10 мм - 33-40, речной песок с модулем крупности 1,68 - 10-13, H₃PO₄ плотностью не менее 1,69 г/см³ - 10-15, магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8, - 24-30. 2 табл.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, карбонатный щебень фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н₃РО₄ плотностью не менее 1,69 г/см³, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33; Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 карбонатный щебень фракции 5-10 мм 33-40 речной песок с модулем крупности 1,68 10-13 H₃PO₄ плотностью не менее 1,69 г/см³ 10-15 магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого   феррохрома с содержанием, мас. %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 28,33;   Al₂O₃ - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8 24-30