Способ изготовления легкобетонных жаростойких алюмофосфатных изделий Советский патент 1982 года по МПК B28B1/50 C04B29/02 B28C5/46 

1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из жаростойких бетонов, изготовлении монолитных футеровок при строительстве и ремонте тепловых агрегатов.

Известны способы изготовления легкобетонных жаростойких изделий из фосфатных смесей путем затворения тонкодисперсного алюминия и высокоглиноземистого микронаполнителя ортофосфорной кислотой, перемешивания до однородности, укладки смеси в форму и выдержку до самопроизвольного вспучивания и затвердевания.

Эти способы не обеспечивают качественного приготовления сырьевых смесей из-за того, что как только в смесь, состоящую из дисперсного металлического алюминия и высокоглиноземистого компонента, вводят ортофосфорную кислоту и температура в смесителе поднимается выше 20°С, то происходит самопроизвольное вспучивание и затвердевание смеси в процессе ее приготовления. Это затрудняет обслуживание смесителей, контроль приготовления смеси и создает необходимость немедленного использования всего объема приготовленной смеси, так как срок хранения готовой смеси составляет всего несколько минут.

Известны способы приготовления алюофосфатных изделий, где кроме указанных выше операций в смесь вводят добавки биуроматов натрия или калия, что позволяет замедлить начало реакции взаимодействия ортофосфорной кислоты с дисперсным металлическим алюминием.

Однако эти добавки эффективны только при температурах смеси и окружающей

среды не выше 20°С. Кроме того, они являются плавнями, что приводит к снижению огнеупорности изделий. Добавки бихроматов необходимо точно дозировать и равномерно распределять в смеси, в противном

случае они не являются эффективными.

Общим недостатком известных способов является то, что они не позволяют изготовлять крупноразмерные изделия с равномерной пористой структурой по всему объему,

поскольку дисперсный металлический алюминий взаимодействует с ортофосфорной кислотой с большим газо- и тепловыделением, а реакция длится в течение нескольких секунд. Поэтому при изготовлении

крупноразмерных изделий процесс газо- и тепловыделения происходит в течение короткого времени в большом объеме смеси, что приводит к неравномерной поризации, местным перегревам и, как следствие этого,

появлению большого количества крупных пор и микротрещин. Это ухудшает теплозащитные свойства, резко снижает термостс: кость и нрочность изделий. Поэтому известные способы применяются только для изготовления изделий с иебольшой толщиной - илиты, скорлуны или для изготовления пористого заполнителя тина керамзита для легких жаростойких бетонов и практически неприменимы для изготовления крупноразмерных изделий. Целью изобретения является получепие круиноразмериых изделий с равномерной пористостью, новышение прочности и термостойкости изделий. Эта цель достигается тем, что в известном способе изготовления легкобетонных жаростойких алюмофосфатных изделий путем затворения тонкодисперсного металлического алюминия и высокоглиноземистого микронаполиителя ортофосфорной кислотой, согласно изобретению, смесь с начала затворения и до укладки в форму охлаждают до,, (-l,5),r-jj/ 10)°C, укладывают ее слоями нбследовательио, нричем укладку каждого последующего слоя осуществляют после всиучивания и остывания предыдущ,его слоя до 40-100°С. С целью сокранхеиия времени на изготовление изделий, первый слой после укладки его в форму пагревают до 60-100 С. Способ осуществляют следуюпи1м образом. Расчетом или пробными замесами определяют необходимое количество исходных компонентов для изготовления изделий: дисиерсных высокоглютоземистого хомпонента и алюминиевой пудры, ортофосфориой кислоты. Перемещивают высокоглиноземистый компонент с диспереиым алюминием, вводят расчет1 ое количество ортофосфорной кислоты и иеремещивают до однородности. При этом в течение всего врелтени от момента введения кислоты в смееь алюминия и высокоглниоземистого комионента, последующего перемешивания до однородиости и укладки в форму смесь охлаждают до (-15) -( + 10)°С. Это можег быть осуществлеио любым известным способом, иапример- установкой смесителя в камеру холодильного агрегата; предварительным охлаждением исходных компонентов с последующим поддержанием требуемой температуры в смесителе за счет охлаждеиия его поверхности охлажденными газом или жидкостью. Темиература охлаждения зависит объема приготовленной смеси, времени ее хранения, температуры окружагощсй среды и подбирается для конкретного случая опытным или определяется расчетом. Охлажденную смесь лклздызап- - з d)onму или опалубку слоями толп1иной от 2 до 15 мм последовательно после вспучивапия и остывания каждого предыдущего слоя до 100-40°С. Толщина слоя и темнератург; остывания смеси зависит от соотношения исходных комионектов, объемной массы и габаритов издели);. При малых расходах алюминиевой пудры (до 5%) толщина укладываемых слоев составляет 10-15 мм, а темнература остывания каждого иредыдущего вснучившегося слоя должна быть не ниже 80-100°С. При расходах алюминия более 5% толщина укладываемых слоев составляет 2-10 мм, а температура остывания предыдущего вспучившегося слоя должна быть ие ииже 40-80°С. Уточнение данных параметров осуществляют пробными замесами. Регулирование толпл,ины укладываемого слоя смеси может осуИ1ествляться скоростью нодачи смеси, а температура остывания вспучившегося слоя мо,жет определяться любым известным способом, нанример термометром с днаназоном измерения температуры от О до 200°С. С целью сокращеиия времени на изготовление и.зделий первый слой после укладки его в форму может нагреваться до 60-100 С. Это позволяет ускорить начало -еакции и интенсифицировать процесс вспучивания первого слоя. Нагревание иервого елоя может быть осуществлено путем нагрева дна формы или нагреванием слоя, коитакта с нагретым телом, сфокусированным световым лучом и т. п. После вспучивания первого слоя и остывания до темиературы ие ииже 100-40°С укладывают второй елой и так далее до получения изделия нужиой толщины. Пример. Для изготовлепия изделия объемной массой около 600 кг/м с размером 400X300X200 мм берут 9,6 кг высокоглиноземистого компонента, приготовленного смещением и,лама белого электрокор нда удельиой поверхностью 600 см./г и высокоглиноземистого отхода нефтехимии удельной поверхностью 3000 в соотношении 7:3 (вее. ч.). 480 г алюминиевой пудры ПАП-1 и 3,2 л 70%-ьой ортофосфорнойкислоты. В металлической чашке, установленной в емкость, заполненную льдом, смешивают высокоглиноземистый диспереный компонент н алюминиевую пудру. Затем затворяют смесь ортофосфорной кислотой, о.хлажденной предварительно до -5°С. Смесь перемешивают до однородности. В течение всего времени, пока в емкости находится лед, тел1пература смеси не повышается выгае и ее можно хранить в течение требуемого времени. Для изготовлеиия изделия смесь слоем толщтюй 5 мм укладывают в форму. После того, как первый слой в форме самопроизвольно разогреется, вспучится и остынет до температуры не ниже 100°С укладывают последующие слои. Укладку продолжаю.т слоями до заполиеиия формы вспучивнтейея массоП. После остывания изделия распалубливают и направляют для дальпейшей обработки. Полученные изделия имеют равномерную пористость с размером пор 0,2-0,1 мм. Термостойкость 15 воздушных теплосмен, прочность при сжатии - 17 кгс/см.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известными являются улучшение условий труда, упрощение технологии приготовления и повышение качества смеси, возможность изготовления крупноразмерных изделий с равномерной пористостью, повышением прочности и термостойкости изделий. Измерение параметров приготовления смеси и формования изделий в предлагаемых пределах позволяет получать изделия с заранее заданными свойствами: пористостью, объемной массой и прочностью.

Формула изобретения

Способ изготовления легкобетонных жаростойких алюмофосфатных изделий путем

затворения тонкодисперсного металлического алюминия и высокоглиноземистого микронаполнителя ортофосфорной кислотой, последующей укладки смеси в форму и выдержки до самопроизвольного вспучивания и отвердевания, отличающийся тем, что, с целью получения крупноразмерных изделий с равномерной пористостью, повышения прочности и термостойкости изделий, смесь с начала затворения и до укладки в форму охлаждают до (-15) - (-Ь10)°С, укладывают ее слоями, причем укладку каждого последу оп1его слоя осуществляют после вспучивания и остывания предыдущего слоя до 40-ЮО С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени на изготовление изделий, первый слой после укладки его в форму нагревают до 60-

1оо°с.