Слоистый конструктивно-теплоизоляционный элемент Советский патент 1983 года по МПК C04B43/00 

Изобретение относится к строительным материалам, а более конкретно к производству высокотемпературного слоистого теплоизоляционного элемента, используемого для перекрытий промыишенных печей.

Известен многослойный теплоизоляционно-конструктивный элемент 1, включающий, вес.%;

Изоляционный слой:

Огнеупорное глииистое сырье6-22

Шамот24-34

Керамзитовый гравий 16-53 Фосфатное связующее17-28Огнеупорный слой:

Огнеупорное глинистое сырье22-30 Шамот 47-70 Фосфатное связующее 8-23 Недостатками известного решения являются низкие механическая проч-f ность,теплоизоляционные свойства и температура эксплуатации теплоизолйционного конструктивного элемента.

Наиболее близким к изобретению по техническому ранению является слоистый конструктивно-теплоизоляционный элемент, содержащий огнеупорный и

теплоизоляционный слой 2, включающий каолин, шамот, керамзит, фосфатное связующее и асбестовое волокно, при следующем соотношении компонентов , вес.%:

Огнеупорный слой:

Каолин10-24

Шамот45-70

Керамзит8-15

10

Фосфатное связующее10-17Асбестовое волокно 2-4 Теплоизоляционный слой:

Каолин9-20

15

Шамот15-30

Керамзит40-60

Фосфатное связующее14-23Асбестовое волокно 2-4

20 Недостатками известного теплоизоляционного конструктивного элемента являются высокий коэффициент теплопроводности, недостаточная прочность на сжатие и сравнительно низкая тем25 nepaiTypa применения.

Целью изобретения является уменьшение коэффициента теплопроводности и увеличение прочности на сжатие 30 и температуры эксплуатации. Поставленная цель достигается те что в слоистом конструктивно-тепло|изоляционном элементе, содержащем огнеупорный слой, включающий шамот, каолин и фосфатное связуквдее, и теп лоизоляционный слой, включающий као ЛИН, фосфатное связующее и заполнитель, огнеупорный слой дополнительно содержит фосфозит и каолиновое волокно, а теплоизоляционный слой в качестве заполнителя содержит перли и дополнительно тонкомолотые отходы производства минеральной ваты, при следующем соотношении компонентой, :мае.%: , Огнеупорный слой.: Шамот21-43 Каолин17-24 Фосфатное связую- , щее11-16 Фосфозит28-36 Каолиновое волокно1-3Теплоизоляционный слой: Каолин5-12 Фосфатное связующее18-29Перлит53-74 Тонкомолотые отходы производства минеральной ваты 3-6 Шамот в огнеупорном слое используют для создания несущего каркаса. Содержание шамота в указанных пределах обусловлено тем, что при его расходе менее 21% не обеспечивается достаточная прочность, а свыше 43% ухудшаются теплоизоляционные свойст ва слоистого элемента. Введение в огнеупорный слой высокоогнеупорного фосфатного заполнителя - фосфозита с огнеупорностью свыше 1800°С, позволяет повысить температуру эксплуатации конструктивно-тёплоизоляционного элемента до 150б°С и улучшить его твпло золяционные свойства. Пределы его вве денйя обусловлены тем, что ниже 28 резко увеличивается теплопроводность, а выше 36% нарушается равномерная структура материала вследствие появления межзерновых пустот. Каолин выступает в роли активног заполнителя, обеспечивгиощего реакци твердения. При расходе его ниже 17% остатки непрореагировавшего фосфатного связующего приводят к термичес ким превращениям материала, а более высокий расход, сверх 24%, вызывает усадку изделий вследствие спекания. Пределы расхода фосфатного связующего обусловлены стехиометрией реакции твердения и рассчитаны на полное связывание в устойчивые фосфаты. Каолиновое волокно выполняет рой дисперсноармирующей добавки, его расход ниже 1в не обеспечивает достаточную прочность на изгиб и растяжение, а более 3% отрицательно влия ет на газоплотность материала. Применение в теплоизоляционном слое перлита .в сочетании с фосфатным связующим обеспечивает получение особо легкого высокоэффективного теплоизоляционного материала. Отходы производства минеральной ваты, состоящие в основном из окислов , кальция и магния в стекловидном состоянии, совместно с алюмосиликатными компонентами каолина при взаимодействии с фосфатным связующим образуют полимерные фосфаты,которые цементируют перлитовый заполнитель и обеспечивают высокую адгезию теплоизоляционного слоя к огнеупорному, что исключает расслаивание элемента при эксплуатации. Расход перлита менее 53% не обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства, выше 74% резко снижается прочность и сила сцепления между слоями. Каолин совместно с тонкомолотыми отходами производства минеральной ваты являются отвердителями композиции, их расход рассчитан на полное связывание в устойчивые алюмои силикофосфаты. Введение фосфатного связующего менее 18% не обеспечивает формовочные свойства смеси и механическую прочность, а расход свыше 29% не дает прироста прочности и отрицательно сказывается на термостойкость. Изготовление конструктивно-теплоизоляционного элемента осуществляют следующим образом. Пример 1. , В бетоносмесителе сначала готовят смесь огнеупорного слоя следующего состава, мас.%: шамот 21; фосфозит 36; алюмохромфосфатное связующее (АХФС) 16; каолин 24; каолиновое волокно 3. Компоненты перемешивают до получения однородной массы и укладывают в металлические формы. Потом готовят смесь теплоизоляционного слоя следующего состава, мас.%: перлит 53; каолин 12; АХФС 29; тонкомолотые отходы производства минваты 6. После переметай вания смесь укладывают поверх огнеупорного слоя. Двухслойную композицию уплотняют вибрированием с пригрузом и термообрабатывают при в течение 12 ч. После термообработки и распалубки конструктивно-теплоизоляционный элемент используют при температурах до 1500с. Пример 2. Готовят смеси следующих составов, мас.%: огнеупорНЕлй слой: шамот 31; фосфозит 32; ортофосфорная кислота 14; каолин 21; каолиновое волокно 2; теплоизоляционный слой: перлит 64; каолин 8; АХФС 24; тонкомолотые отходы производства минваты 4.

Технология производства аналогична примеру 1.

Пример 3. Готовят смесь следующих составов, мас.% огнеупорный i слойг шамот 43; фосфозит 28; ортофос-; форная кислота 11 каолин 17; каолиновое волокно 1; теплоизоляционный слой; перлит Т 4;каолин 5; ортофосфорная кислота 18; тонкомолотые отходы производства минваты 3.

Технология производства аналогична примеру 1.

Основные физико-технические показатели конструктивно-теплоизоляционного элемента по изобретению и прототипу приведены в таблице.

Кажущаяся плотность , кг/м

ПРОЧНОСТЬ на сжатие, МПа

Теплопроводность, Вт/мК:

при 10 00° С

при ISOOC

Температура эксплуатации, С Из таблицы следует, что предлагаемый слоистый конструктивно-тепло , изоляционный элемент в сравнении с прототипом имеет меньший коэффициен теплопроводности, большую прочность на сжатие и температуру эксплуатаци Формула изобретения i Слоистый конструктивно-теплоизоляционный элемент, содержащий огнеупорный слой, включающий шамот, каоЛИН и фосфатное связующее, и теплоизоляционный слой, включающий каолин фосфатное связуквдее и заполнитель, отличающийся тем, fTo, с целью уменьшения коэффициента теплопроводности и увеличения прочности на сжатие и температуры эксплуатёщии, огнеупорный слой дополнительно содержит фосфозит и каолиновое волокно, а теплоизоляционный слой в качестве заполнителя перлит и дополнительно тонкомолотые

845 850

1360 15,1 24,2 24,6

0,44 0,44

0,73 0,53 0,54 1250

1500 1500 оды производства минеральной вапри следующем соотношении компотов, мас.%: Огнеупорный слой: Шамот21-43 Каолин17-24 Фосфатное связующее11-16Фосфозит . 28-36 Каолиновое волокно1-3 Теплоизоляционный спой: Каолин5-12 Фосфатное связующее18-29Перлит 53-74 Тонкомолотые отхода производства минеральной ваты 3-6 Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 16334, кл. С 04 В 43/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 03517, кл. С 04 В 43/00, 1977 ототип).