Состав и способ изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона Российский патент 2018 года по МПК C04B28/26 C04B40/00 B82B3/00 C04B111/20 C04B111/27 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из хромомагнезитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, °C термической стойкости и водостойкости изделий из хромомагнезитового жаростойкого бетона.

Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе силикат-натриевых композиций (1).

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего силикат-глыбу (силикат натрия), которая содержит легкоплавкий щелочной компонент Na₂O, снижающий температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, термическую стойкость и водостойкость жаростойкого бетона.

Наиболее близкими к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипом, является состав и способ для изготовления безобжигового хромомагнезитового жаростойкого бетона, включающего, мас.%: хромомагнезитовый заполнитель 65-87, тонкомолотый хромомагнезит 6-16, силикат-глыба с силикатным модулем 2,7-3 в виде наноразмерных частиц 2-4, тонкомолотый магниевый концентрат 5-15, вода из расчета В/Т 0,12-0,14 (2) с основными показателями: температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа (1500°C); термическая стойкость 17-22 теплосмен (1300°C - вода), водостойкость - коэффициент размягчения 0,4-0,6.

Недостатком этого состава и способа также является то, что связующее (силикат-глыба) содержит большое количество легкоплавкого щелочного компонента Na₂O, которое приводит к снижению температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, термической стойкости и водостойкости бетона, кроме того, такой способ перевода 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°C является сложным и требует больших энергетических затрат.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков хромомагнезитового жаростойкого бетона.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона, включающий хромомагнезитовый заполнитель, тонкомолотый хромомагнезит, связующее (натриевый силикат глыба) в виде наноразмерных частиц, тонкомолотый магниевый концентрат, воду, отличается тем, что он в качестве связующего содержит коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5, а взамен тонкомолотого наполнителя магниевого концентрата вводятся тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хромоагнезитовый заполнитель фракции 0,18-7 мм 60-80 Тонкомолотый хромомагнезит S_уд=2500-3000 см²/г 8-16 Коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.55-12.5 Тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий S_уд=2500-3000 см²/г 7-11.5 Вода, В/Т (от массы сухих компонентов) 0.12-0.14

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления жаростойкого хромомагнезитового бетона с повышенной температурой начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, °C и термической стойкостью изделий, следующие: коллоидный полисиликат натрия силикатным модулем - 6.5, хромомагнезитовый заполнитель фракции 0,18-7 мм, тонкомолотые до удельной поверхности 2500-3000 см²/г, наполнители: хромомагнезит, лом периклазохромитовых изделий и вода - любая, кроме минеральных вод.

Коллоидный полисиликат натрия силикатным модулем 6.5 получали согласно пат. РФ 2124475, путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°C, в течение 3,0 ч с последующей выдержкой не более 0,5 ч.

Способ изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключалось в том, что отдозированные сухие тонкомолотые компоненты с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г для каждого состава, приведенные в табл. 1: хромомагнезит, лом периклазохромитовых изделий перемешивали с коллоидным полисиликатом натрия силикатным модулем 6.5 с добавлением воды (В/Т=0.12-0.14) в лабораторном высокоскоростном смесителе до получения однородной суспензии. После чего полученную суспензию совместно перемешивали с огнеупорным хромомагнезитовым заполнителем фракции 0,18-7 мм в лопастной лабораторной мешалке принудительного действия до получения однородной массы.

Из полученной массы изготавливали образцы различных составов для определения температуры деформации под нагрузкой 0,2 МПа (ГОСТ 20910-90), термостойкости (ГОСТ 20910-90) и водостойкости (К_разм) (Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 536 с.).

Образцы изготавливали путем послойной трамбовки. Для формования бетона могут быть применены также другие методы и способы, например, формование путем вибрирования, вибропрессование, прессование (одноступенчатое и двухступенчатое в пресс-форме) и др.

Твердение отформованных образцов осуществляли в лабораторном сушильном шкафу по режиму: подъем температуры до 200°C в течение 1 ч, выдержка при этой температуре 2 ч до полного удаления воды.

Соотношения компонентов по предлагаемому и известному составам представлены в табл. 1.

Результаты испытаний известных и предлагаемых составов приведены в табл. 2.

Из приведенных данных в таблице 2 следует, что предлагаемый состав имеет более высокие показатели термостойкости, температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа и водостойкости.

Таким образом, жаростойкий бетон, полученный по вышеприведенному составу и способу с использованием в качестве связующего коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия взамен наноразмерных частиц силикат-глыбы, показывает, увеличение силикатного модуля (SiO₂/Na₂O=6,5), т.е. повышение кремнеземистого составляющего SiO₂, следовательно, снижение содержания легкоплавкого компонента Na₂O, в результате чего термостойкость, температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа и водостойкость жаростойкого бетона повышаются. Повышению этих показателей способствует также тонкомолотый наполнитель - лом периклазохромитовых изделий, так как он является высокоогнеупорным компонентом и обладает высокой твердостью, плотностью, инертностью.

Литература

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

2. Патент РФ №2377218, Бюл. №36, 27.12.2009.

Настоящее изобретение относится к жаростойким бетонам. Состав для изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона, включающий связующее, хромомагнезитовый заполнитель, тонкомолотые наполнители и воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1,6, перемешивании при 100°C в течение 3,0 ч с выдержкой не более 0,5 ч, и в качестве тонкомолотого наполнителя – тонкомолотый хромомагнезит и тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий при следующем соотношении компонентов, мас.%: хромомагнезитовый заполнитель фракции 0,18-7 мм 60-80, тонкомолотый хромомагнезит S_уд=2500-3000 см²/г 8-16, коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 5-12.5, тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий S_уд=2500-3000 см²/г 7-11.5, вода из расчета В/Т 0.12-0.14. Способ изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона из указанного выше состава, заключающийся в том, что в предварительно изготовленный коллоидный полисиликат натрия при одновременном перемешивании в высокоскоростном смесителе вводят указанные тонкомолотые наполнители и воду с получением однородной суспензии, которую перемешивают с хромомагнезитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, далее эту массу формуют путем послойной трамбовки и твердение массы осуществляется в процессе сушки по режиму: подъем температуры до 200°C в течение 1 ч, выдержка при этой температуре 2 ч до полного удаления воды. Технический результат - повышение термо- и водостойкости. 2 н.п. ф–лы, 2 табл.

1. Состав для изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона, включающий связующее, хромомагнезитовый заполнитель, тонкомолотые наполнители и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°C, в течение 3,0 ч с выдержкой не более 0,5 ч, и в качестве тонкомолотого наполнителя - хромомагнезит и тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хромомагнезитовый заполнитель фракции 0,18-7 мм 60-80 Тонкомолотый хромомагнезит S_уд=2500-3000 см²/г 8-16 Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 5-12.5 Тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий S_уд=2500-3000 см²/г 7-11.5 Вода из расчета В/Т 0.12-0.14

2. Способ изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона из состава по п. 1, заключающийся в том, что в предварительно изготовленный коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5, при одновременном перемешивании в высокоскоростном смесителе вводят тонкомолотые наполнители с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г: хромомагнезит, лом периклазохромитовых изделий и воду из расчета В/Т=0.12-0.14 до получения однородной суспензии, которую перемешивают с огнеупорным хромомагнезитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, далее эту массу формуют путем послойной трамбовки, твердение массы осуществляется в процессе сушки по режиму: подъем температуры до 200°C в течение 1 ч, выдержка при этой температуре 2 ч до полного удаления воды.