Шихта для изготовления огнеупорного бетона Советский патент 1989 года по МПК C04B28/34 

Изобретение относится к производству огнеупорных бетонов для футеровки тепловых агрегатов, применяемых при производстве аммиака, метанола и водорода в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повьш1ение механической прочности, термостойкости и сокращения срока твердения и сушки бетона.

В предлагаемую шихту для изготовления бетона в качестве одного из компонентов неорганического связующего вводят водный раствор фосфата магния плотностью 1,6-1,8 г/см , являющийся клеевой композицией.

Введение водных растворов фосфатов магния указанной плотности в качестве связующего, одновременно являющегося жидкостью затворения, позволяет значительно сократить время твердения (схватывания) бетонов и , повысить их прочностные характеристики. По окончании процесса твердения бетонной смеси фосфаты магния, пронизывая ее, создают дополнительные химические связи между частицами, что объясняет повышение прочности готового бетона.

При плотности водного раствора фосфата магния ,6 г/см связующее теряет вяжущие свойства и не способно придать бетону высокие прочност- , ные свойства. При плотности 1,8 г/см связующее способно к коагуляции, образованию нерастворимого осадка и

4

СО

00 4 00

314

обладает малой жизнестойкостью (срог ком использования).

В качестве второго компонента неорганического связующего применяют алюминаты кальция. Их введение в состав шихты по сравнению с обычными цементами обусловлено следующими обстоятельствами .

Гидроалюминаты кальция имеют слоистую структуру и удаление воды, находящейся между слоями, не приводи к сильному разупрочнению цементного камня при высокой температуре, образующегося в процессе гидратации и твердения алюминатов кальция. При высокой температуре цементный камень сохраняет достаточно высокую механическую прочность.

Кроме того, при гидратации алюминатов кальция вьоделяется большое количество геля гидроксида алюминия, который служит амортизатором, т.е. устраняет дефекты структуры изготов

Снижение содержания алюминатов кальция (ниже 10,0 мас.%) понижает механическую прочность огнеупорных изделий из данной шихты при низких температурах о Увеличение их содержания (более 25 мас.%) экономически нецелесообразно, поскольку это повышает стоимость бетона.

Содержание в шихте менее 11 мас.% отработанного алюмоникелевого ката- лизато1)а приводит к необходимости повысить в ней содержание электрокорунда, что экономически нецелесообразно, введение в нее более 55 мас.% отработанного катализатора снижает содержание в шихте электрокорунда, что снижает огнеупорность и прочность приготовленного бетона. Количество введенного в шихту электрокорунда обусловлено наличием в ней остальных компонентов.

Использование фракций катализа

Изобретение касается производства огнеупорных бетонов для футеровки тепловых агрегатов, применяемых при производстве аммиака, метанола и водорода в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение механической прочности, термостойкости и сокращение срока твердения и сушки бетона. Шихта для изготовления огнеупорного бетона имеет состав, мас.%: магнийфосфатное связующее 1-20

алюминаты кальция 10-25

отработанный алюмоникелевый катализатор фракции 1,0-5,0 мм 11-55

электрокорунд - остальное. Изобретение позволяет повысить в 3-3,5 раза механическую прочность, в 4-6 раз термостойкость, снизить на 1 сут срок твердения бетона и на 30-40 ч срок его сушки. 2 табл.

ленного бетона из предлагаемой шихты. 25 тора «: 1 мм нецелесообразно вследст

Наличие в шихте двух компонентов связующего, обладающих различными механизмами твердения, позволяет в каждом конкретном случае эксплуатации бетонов выбирать оптимальное, их соотношение и подбирать при этом наиболее правильные режимы сушки и твердения бетонов как при кладке но- вьгх футеровок, так и при ремонте старых.

Предлагаемая шихта предназначается в основном для изготовления бетона, применяемого для футеровки аппаратов конверсии углеводородов. Эти аппараты загружают никелевыми катализаторами и работают при 800-1100 С давлении 2-40 атм. Огнеупорный бетон применяемый в условиях высокой температуры, давления и агрессивной среды, должен обладать химической устойчивостью, прочностью и термостойкостью.

Введение в шихту менее 1,0 мас.% водного раствора формата магния резк снижает прочность бетона на ее основ в интервале температур 260-1350 С. Введение его в шихту более 20 мас.% нецелесообразно, поскольку снижает содержание в ней остальных компонентов и соответственно может привести к увеличению сроков твердения и сушки, снижению прочности и термостойкости.

0

5

0

5

5

вие увеличения энергозатрат на дробление катализатора и дополнительных трудозатрат. Использование фракций 5 мм приводит к появлению усадочных каверн и трещин при термообработке масс, что снижает прочность бетона.

Для приготовления огнеупорного бетона готовят образцы из предлагаемой шихты. Эти составы отличаются друг от друга содержанием компонентов.

Каждую смесь готовят следующим образом.

Отдозированные по массе компоненты подвергают механическому перемешиванию до однородного состояния. Из приготовленной смеси формуют образцы. Изготовление образцов происходит в металлических формахо Время вибрирования составляет 1,5-3 мин. после этого их высушивают при 120 С и прокаливают при .800°С.

Результаты испытаний образцов и их характеристики приведены в табл.1,2.

Из табл.2 видно, что механическая прочность бетона выше в 3,0-3,5 раза, термостойкость в 4,0-6,0 раза, срок твердения бетона снижен на 1 сут, а срок его сушки на 30-40 ч.

Использование шихты вне предлага- , емых параметров резко ухудшает качество бетона.

5 1

Формула изобретения

Шихта для изготовления огнеупорного бетона, включающая фосфатное связующее, электрокорунд и алюминаты кальция, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности, термостойкости и сокращения срока твердения и сушки бетона, в качестве фосфатного связующего она содержит магнийфосфатное связующее и дополнительно отработанТермостойкость, число теплосмен

918486

ный алюмоникелевый катализатор фрак ции 1,0-5,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Магнийфосфатное связующее Алк 1инаты кальция Отработанный алюмоникелевый катализатор фракции 1,0- 5,0 мм Электрокорунд

10

1-20 10-25

11-55 Остальное

Таблица 1