Огнеупорная композиция Советский патент 1993 года по МПК C04B28/34 

Изобретение относится к области про- изводства стройматериалов, и может быть использовано для получения быстротверде- ющих высокопрочных материалов и изделий, огнеупорных бетонов и растворов, жаростойких клеев, покрытий, композиционных материалов.

Цель изобретения - повышение механической прочности в интервале температур 20-1300°С и расширение сырьевой базы производства жаростойких стройматериалов.

Количественные пределы содержания компонентов подбирали из расчета полного связывания PzOs в устойчивые ортофосфаты и достижения кинетического равновесия между реакциями твердения, структурооб- разования и модификационными перехода- ми.

Наличие магнезита в составе огнеупорной композиции приводит к возможности регулирования сроков твердения путем изменения его содержания в смеси вследствие различного количества быст- роформирующихся фосфатов кальция и магния. Процесс отверждения огнеупорной композиции в нормальных условиях при

получении высокой прочности наблюдается при введении 10% магнезита, и достигает максимума при 15%, Дальнейшее повышение магнезита нежелательно, так как резко возрастает скорость твердения, а значит, и пригодность массы к применению, ухудша- ется удобоукладываемость и технологич ность сырьевой смеси.

Пределы содержания компонентов огнеупорной композиции 5-25% для боя хозяйственного фарфора и 41-67% для электрокорунда оптимальны. Отклонение их в ту или иную сторону не дает требуемого эффекта повышения прочности в интервале температур 20- 1300°С из-за недостаточного количества фосфатов, имеющих стабильно высокие термомеханические свойства.

Введение меньших количеств боя хозяйственного фарфора по сравнению с ука. занными ( 5%) приводит к заметному падению прочности образцов. Повышение содержания фарфорового боя (25%) способствует процессу перехода в жидкое состояние при более низких температурах, и в конечном счете, к снижению рабочих темпе ратур службы. Кроме того, затрудняется спекаемость массы при высоких темперэту00

I

со

00

pax, снижается прочность огнеупорной композиции.

Присутствие электрокорунда в диапазоне граничных значений 41-67% обеспечивает повышенную стойкость состава при службе вследствие его высокой огнеупорности, улучшенные показатели механических характеристик, что положительно сказывается на качестве изделий.

Магнийсульфофосфатное связующее обеспечивает получение сырьевой смеси высокой пластичности, прочности, удобоук- падываемости, обеспечивает адгезионное склеивание компонентов наполнителя, участвует в процессе синтеза прочности за счет физико-химического взаимодействия с магнезитом с фарфоровым боем. Варьируя количество связующего, можно в широком интервале изменять пластичность материала, выбрать подходящий способ формования. Изменение граничного нижнего предела содержания фосфатного связующего в сторону снижения ( 18%) приводит к пониженной связующей способности растворов вследствие недостаточного, количества вяжущей составляющей, уменьшению прочности композиции. Расширение верхнего предела ввода связующего ( 19%) связано с повышением влажности массы, получением материала с более пористой структурой, что также ухудшает прочностные показатели.

. Приготовление заявляемой огнеупорной композиции осуществляется следующим образом: компоненты наполнителя измельчают до тонкодисперсного состояния, дозируют и перемешивают всухую до однородности. Затем порошок вводят в связующее при интенсивном перемешивании массы и формируют образцы для испытания физико-механических показателей при различных температурах.

В таблице приведены конкретные примеры составов известной и предлагаемой огнеупорных композиций, их прочностные характеристики. Из таблицы следует, что использование ингредиентов в указанных соотношениях существенно повышает прочность огнеупорной композиции в интервале температур 20-1300°С по сравнению с прототипом, позволяет получить

новый безобжиговый температуростойкий материал. В процессе обжига до 1300°С остаточная прочность возрастает по сравнению с первоначальной (20°С) от 84,5 до 229,0 МПа. Вместе с тем, при йспользовании боя хозяйственного фарфора в составе композиции возможно снижение доли более дорогого исходного сырья; расширяется сырьевая база производства более дешевых по сравнению с обжиговыми

огнеупорных материалов, не уступающих им по свойствам.

Формула изобретения

Огнеупорная композиция, включающая электрокорунд, магнезит и фосфатное связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности винтервэлетемператур20-1300°Си расши- рения сырьевой базы производства жаростойких стройматериалов, она содержит дополнительно бой хозяйственного фарфора, а в качестве фосфатного связующего - магнийсульфофосфатную связку, при сле- дующем соотношении компонентов, мас.%:Электрокорунд41-67Магнезит 10-15 Бой хозяйственного фарфора 5-25 Магнийсульфофосфат- ная связка 18-19

Использование: быстротвердеющие высокопрочные материалы и изделия, огнеупорные бетоны и растворы, жаростойкие клеи, покрытия, композиционные материалы. Сущность изобретения: композиция содержит, мае. %: электрокорунд 41-67, магнезит 10-15, бой хозяйственного фарфора 5-25, магнийсульфофосфатная связка 18-19. Характеристики: механическая прочность на сжатие 84,5 МПа при 20°С возрастает до 229 МПа при 1300°С. 1 табл,