Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона Российский патент 2021 года по МПК C04B38/10 

Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур.

Известна шихта для изготовления легкого жаростойкого бетона, включающая алюмосиликатный легкий заполнитель и цемент, содержит в качестве алюмосиликатного легкого заполнителя керамзит фракции 1-6 мм и фракции 0-1 мм, а в качестве цемента - портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: керамзит фракции 1-6 мм - 30-55, керамзит фракции 0-1 мм - 5-25, портландцемент - 35-45. (RU 2291135, МПК С04В 38/08 (2006.01), 10.01.2007 г.).

Недостатком данной шихты является низкая прочность на растяжение при изгибе и высокий коэффициент теплопроводности.

Наиболее близким техническим решением является шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона предназначенного для теплоизоляции теплогенерирующих аппаратов и термических печей, содержащий вяжущее - высокоглиноземистый цемент 15-30%, глина 40-60%, в качестве наполнителя - бой и лом отработанных шамотных, динасовых и периклазохромитовых огнеупоров, 15-30% синтетический пенообразователь на основе анионактивных поверхностно-активны веществ, воздухововлекающие добавки в бетон и белковые пенообразователи: «Пеностром», «Морпен», «П0-6К», «СДО» и «Неопор», стабилизатор на основе ПВА и карбамидно-формальдегидной жидкости в количестве 1,2-1,7% от массы вяжущего, вода (Болотникова Ольга Васильевна «Жаростойкие ячеистые теплоизоляционные бетоны на минеральном вяжущем»: автореферат дис. кандидата технических наук: 05.23.05 / Пенз. гос. ун-т архитектуры и стр-ва. - Пенза, 2006. - 23 с).

Недостатком известного технического решения является низкая прочность на растяжение при изгибе и высокий коэффициент теплопроводности, а также дорогостоимость сырьевых компонентов.

Настоящее изобретение направлено на изготовление новой шихты для изготовления ячеистого жаростойкого бетона с высокой прочностью на растяжение при изгибе и низким коэффициентом теплопроводности. Технический результат - повышение прочности на растяжение при изгибе и понижение коэффициента теплопроводности.

Технический результат достигается тем, что шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона на портландцементном вяжущем, содержащая песок с размером зерна не более 0,63 мм, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм, воду, пенообразователь на протеиновой основе «Foamcem», дополнительно содержит базальтовую фибру при следующих соотношениях, мас.%:

Портландцемент 50,40-54,30 Песок 6,10-7,78 Шамотный порошок 0,63-0,75 Пенообразователь на протеиновой основе 0,35-0,39 Базальтовая фибра 1,50-1,70 Вода 37,12-38,98

Введение базальтовой фибры приводит к значительному повышению прочности на растяжении при изгибе, за счет армирования цементного камня, а также к снижению его коэффициента теплопроводности, за счет пониженного коэффициента теплопроводности базальтовой фибры.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Изготовление шихты для изготовления ячеистого жаростойкого бетона на цементном вяжущем.

1. Дозирование и загрузка в смеситель сухих компонентов происходит в следующей последовательности:

- портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2016;

- мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия» с размером зерна не более 0,63 мм;

- шамотный порошок фракции, с размером частиц не более 0,63 мм;

- вода в соответствии с ГОСТ 23732-79, при этом в воду затворения вводят фибру базальтовую по ТУ 5952-002-13307094-2008, марки БС17-12,7(1/2") р-КВ-13 с длиной волокон 6-12 мм в указанном количестве.

2. Смешивание сырьевых компонентов в смесителе.

3. Поризация смеси за счет отдельно приготовленной пены из раствора пенообразователя. В качестве пенообразователя могут быть применены следующие марки: Addiment SB 31L (торговая марка RENIMENT SB 31L, фирма-изготовитель «SIKA ADDIMENT GmbH» В-69171 Leimen, ФРГ, основа - гидрализаты белков, жидкость темно-коричневого цвета, интервал рН пенообразования: 6-10 (Хитров А.В., автореферат на соискание уч. ст. д. т. н. «Технология и свойства пенобетона с учетом природы вводимой пены». СПб, ПГУПС, 2006)), «FoamCem» (основное активное вещество - протеингидролизат; область применения: вспениватель для приготовления легкого ячеистого бетона; производитель Laston Italiana S.P.A), «Неопор» (фирма-изготовитель Neopor System GmbH, Германия, основа протеиновая, жидкость темного цвета, поверхностное натяжение 45-55 Дж/м², интервал рН пенообразования: 6-8 (Хитров А.В., автореферат на соискание уч. ст. к.т.н. «Получение современных автоклавных пенобетонов с учетом природы вводимых строительных пен». СПб, ПГУПС, 2000).

4. Укладка приготовленной смеси ячеистого бетона в формы;

5. Твердение ячеистого бетона в течение 28 суток нормального твердения;

6. Сушка готовых изделий в течение 48 часов при температуре 100±2°С по ГОСТ 20910-19;

Далее определяются физико-механических характеристики ячеистого бетона - прочность на растяжение при изгибе и коэффициент теплопроводности. Полученные физико-механические характеристики ячеистого жаростойкого бетона представлены в таблице.

Анализ полученных результатов показывает, что жаростойкий ячеистый бетон на основе предлагаемого состава имеет повышенную прочность на растяжение при изгибе и пониженный коэффициент теплопроводности.

Таблица

№ Средняя плотность, кг/м³ Состав Физико-технические характеристики Прочность на растяжение при изгибе, МПа Коэффициент теплопроводности, λ
Вт/(м·°С) Прототип 500 Высокоглиноземистый цемент 7,87
Глина 31,74
Бой и лом отработанных шамотных огнеупоров 15,87
Пенообразователь 0,08
Стабилизатор 0,07
Вода 44,37 0,081 0,12 1 500 Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 54,30
Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 6,10
Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,63
Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,35
Базальтовая фибра 1,50
Вода 37,12 0,11 0,11 2 500 Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 52,35
Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 6,94
Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,69
Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,37
Базальтовая фибра 1,60
Вода 38,05 0,12 0,10 3 500 Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 50,40
Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 7,78
Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,75
Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,39
Базальтовая фибра 1,70
Вода 38,98 0,10 0,12

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур. Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона содержит, мас.%: портландцемент 50,40 - 54,30, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,63 - 0,75, песок с размером зерна не более 0,63 мм 6,10 - 7,78, пенообразователь на протеиновой основе 0,35 - 0,39, базальтовую фибру с длиной волокон 6 - 12 мм 1,50 - 1,70, воду 37,12 - 38,98. Технический результат – повышение прочности на растяжение при изгибе при сохранении коэффициента теплопроводности ячеистого жаростойкого бетона. 1 табл., 1 пр.

Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона, содержащая цемент, шамотный порошок, пенообразователь на протеиновой основе и воду, отличающаяся тем, что в качестве цемента используют портландцемент, шамотный порошок используют с размером частиц не более 0,63 мм, и дополнительно она содержит песок с размером зерна не более 0,63 мм и базальтовую фибру с длиной волокон 6 - 12 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 50,40 - 54,30 Песок 6,10 - 7,78 Шамотный порошок 0,63 - 0,75 Пенообразователь на протеиновой основе 0,35 - 0,39 Базальтовая фибра 1,50 - 1,70 Вода 37,12 - 38,98