Сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона Советский патент 1983 года по МПК C04B23/00 

СП

со Изобретение относится к, промышленности строительных материалов и может быть использовано при изго товлении жаростойкого бетона, используемого в строительных конструкциях и изделиях, покрытиях полов и площадок, эксплуатируемых в усло виях высоких температур и воздейст погодно-климатических факторов. Известна сырьевая смесь для изг товления бетона, включающая, вес,% вяжущее 9,8-12,5; крупный заполнит 43,2-45,5; мелкий заполнитель из г нулированного медно-никелевого иша ка 32,6-40,9 и воду - остальное Cl Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае мому результату.является сырьевая смесь для изготовления бетона, вклю чающая, вес.%: портландцемент 8,00 22,5, крупный заполнитель - гранит ный щебень 0,5-47,0; мелкий заполни тель из гранулированного медно-нике левого шлака 37-59 ; стеклоскор тонкодисперсный отхсд грануляции ме но-никелевых ишаков 2-8 и воду остальное 2 |. Недостатком известных смесей являются низкие гГрочность, термои водостойкость и высокая усадка. Целью изобретения является повы шение прочности, термо- и водостойкости и снижение усадки. Поставленная цель достигается тем, что согласно изобретению сырье вая смесь для изготовления жаростой кого бетона, включающая портландцемент, крупный.заполнитель, мелкий заполнитель из гранулированного мед но-никелевого шлака, наполнитель и воду, содержит в каче.стве крупного заполнителя отвальный медно-никелевый шлак, в качестве наполнителя Молотые гранулированный медно-никелевый ишак и шамот и дополнительно этиловый эфир ортокремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес.%: Портландцемент 14-9 Крупный заполнитель из отвального медно-никелевого шлака30-36 Мелкий заполнитель из гранулированного медно-никелевогоМолотый гранулированныймедно-никелевый шлак Молотый шамот Этиловый эфир ортокремние0,5-1,0 вой кислоты Остальное Вода Для производства жаростойкого бетона используют портландцемент М400. Отвальный медно-никелевый шлак представляет собой щебень фр.5-25 мм, полученный путем дробления отдельных кусков и отвсшьной массы шлака рудно-термической плавки медно-никелевых комбинатов Кольского полуострова. Гранулированный медно-никелевый шлак фр.0-5 мм является продуктом мокрой грануляции расплава отвального мeднo-никeJJeвoгo шлака медноникелевых комбинатов Кольского полуострова. Рранулирометрический состав отвального л гранулированного шлака приведен в табл. 1. Тонкомолоть1й гранулированный шлак представляет саЗой тонкодисперсную (удельная поверхность 3500-4000 ) смесь гранулированного шлака, полученного путем размола шлака фр.0-5 мм в шаровой, вибрационной или какой|либо другой мельнице. Химический состав отвального и гранулированного медно-никелевого шлака приведен в табл. 2. Основными структурообразующими фазами отвального и гранулированного медно-никелевых шлаков являются кристаллы- оливина (МдО, Fe 2 Si - 70 вес.% и стекловидное вещество - 30-35 вес.%. В качестве тонкомолотой шамотной добавки в описываемой смеси жаростойкого бетона может быть использован или тонкодисперсный (удельная поверхность 3000-4000 глиняный шамот класса Б или В, отвечающий требованиям МРТУ 14-19-13-66 или тонкомолотый шамот из боя огнеупорных изделий той же удельной поверхности . Этиловый эфир ортокремниевой кислоты (товарное наименование Этилсиликат ), представляет собой жидкую смесь тетраэтоксисилана Si ( продуктов его частичного гидролиза - полиэтилсилоксанов линейной структуры - ( si (СуЕ flp - Si ( отвечающую трёбова1 иям МРТУ 6-02-415-6)., .Использование в жаростойком бетоне высокопрочного ((-100-120 МПа) шлакового заполнителя фр.5-25 мм с определенно подобраннымгранулометрическим составом позволяет создать плотную и жесткую структуру бетона, в котором крупные зерна отвального шпака и более мелкие и менее прочные зерна гранулированного шпака прочно сцементированы с пленками гидросилйкатов и гидроалюмоферритов кальция, образовавшихся в результате схватывания портландцемента и тонкомоло1той части шлакового заполнителя. Это позволяет получить бетон с высокими прочностными характеристиками и невысоким модулем деформации, что положительно сказывается на термомеханических характеристиках материала. Присутствие в жаростойком бетоне тонкомолотой шамотной добавки позволяет в значительной степени снизит дегидратацию гидросиликатных и алюмоферритных новообразований | уменьшить или полностью предотвратить выделение свободной окиси кальция при нагревании, что приводит к улучшению термической стойкости и некоторых других огневых характеристик жаростойкого бетона. Тесное переплетение зерен отвального и гранулированного шлака, тонкомолотого шлака и огнеупорного шамота, имеющих соизмеримые коэффициенты термического расш рения с кристаллами гидратных новообразований, обуславливает создание температуроустойчивого минерального конгломерата с определенной мак ро- и микроструктурой, обладающего высокими термической стойкостью, тем пературой деформации под. нагрузкой и малой огневой усадкой. Этиловый эфир ортокремниевой кислоты/ вводимый в жаростойкую бетонную смесь совместно с водой затворения, повышает ее пластичность и придает ей гидрофобные свойства. Это делает бетон удобоукладываемым и технологичным. Вступая в реакцию с гидратом окиси кальция, образовавшимся при затворении цемента водой, этиловый эфир ортокремниевой кислоты способствует образованию дополнительного колиРазмер отверс0-0,14 0,315 0,63 тий контрольных сит, мм

Отвальнего

ванного 90-10.0

1,25 3

5 15 25

95-100 40-70 0-5

15-45 5-20 0-5

75-90 40-70 чества гидросипикатов кальция, что приводит к дальнейшему уплотнению цементного камня и приобретению им мелкопористой аморфной структуры и делает жаростойкий бетон устойчивым к воздействиям воды, переменному замораживанию и оттаиванию и др. погодноклиматическим факторам. Пример . Путем совместного перемешивания в смесителе в течение 3-4 мин готовят минеральнук смесь из отвального медно-никелевого шлака фр.5-25 мм, гранулированного медноникелевого шлака фр. до 5 мм, тонкомолотого гранулированного медноникелевого шлака, тонко-молотого шамота и портландцемента. Полученную смесь затворяют необходимым количеством воды,в которой присутствует этиловый эфир ортокремниевой кислоты и массу повторно перемешивают в течение 4-5 мин. Составы смесей и свойства бетона .приведены в табл. 3 и 4. Испытания образцов из предлагаемой смеси и прототипа проводят по единой методике и отвечают требованиям соответствующих ГОСТов и ТУ на методы определения необходимых характеристик . Свойства предлагаемых составов жаростойких бетонов и прототипа приведены в табл.. 4. По результатам испытаний образцов можно сделать вывод о том, что предлагаемый состав жаростойкого бетона имеет более высокие термические, термомеханические характеристики , а также атмосферостойкость и предел прочности при.сжатии по сравнению с прототипом. Таблица Вид шлака Г SiOg I

47,0 6,5

22,0

ОТВсШЬНЫЙ

Таблиц а2

Осталь-. 15,0 ное Химический состав, вес,% jFejO 1 FeO Т CaO Т MgO Т MnD Г SOj Т

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА, включающая портландцемент, крупный заполнитель, мелкий заполнитель из гранулированного меднЬникелевого шлака, наполнитель и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, термо- и водостойкости и снижений усадки, она содержит в качестве крупного заполнителя отвальный медно-никелевый шпак, в качестве наполнителя - молотые гранулированный медно-никелевый шлак и шамот и дополнительно этиловый эфир ортокремниевой Нислоты при следующем соотношении компонентов, вес.%: 14-19 Портландцемент Крупный заполнитель из от.вальногЬ медно-ни30-36 келевого шлака Мелкий заполнитель из гранулирс ваннрго медно26-30 никелевого шлака Молотый гранулированный медно4-6 никелевый шлак 9-13 Молотый шамот (Л Этиловый эфир ортокремниевой 0,5-1,0 кислоты Вода Остальное

Гранулиро44,2 11,4 4,8 17,2 ванный

Крупный заполнитель (щебень )

От в аль ный медцр-ни к елевый шлак Фр.5-25 мм

Мелкий заполнитель из гранулированного медноникелевого шлака фр.О5 мм

Стеклоскор

Тонкомолотый гранулированный медно-никелевый

Термические свойства; термическая стойкость до появления трещин; водные теплосмены (,1000-20°С);

линейная усадка,%

Таблица 3

30

32

29

30

26

17 0,25

20 0,24

19 0,24 2,5 18,7 0,18 Осталь- 0,1,

Термомеханические свойства:остаточная , прочность после нагревания до температуОбъемная масса, кг/м 2650

Предел прочности при сжатии, МПа40

Продолжение табл. 4

2700 61

2700 63

2750

60