Способ обработки огнеупорного заполнителя для жаростойкого бетона Советский патент 1982 года по МПК C04B15/00 C04B33/22 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОГНЕУПОРНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА

Изобретение относится к производству строительных материалов, а более конкретно к способу обработки огнеупорного заполнителя, преимущественно шамота, для жаростойкого бетона, применяемого при изготовлении конструктивов различньтх размеров.для футеровки тепловых агрегатов.

Известен способ изготовления огнеупорного заполнителя, включающий дробление, приготовдение шихты, прессование, обжиг и охлаждение (1 .

Недостатком этого способа является получение заполнителя с высокой пористостью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обработки огнеупорного заполнителядля жаростойкого, бетона, включающий нагревание до температуры обжига я последующее охлаждение 2.

Недостатком известного способа является то, что жаростойкий бетон на основе огнеупорного заполнителя, полученного этим способом, имеет недостаточную прочность, термостойкость и повышенную пористость.

Пель изобретения - повышение прочности, термостойкости и уменьшение пористости жаростойкого бетона.

Поставле1шая цель достигается тем, что согласно способу обработки огнеупорного заполнителя для жаростойкого бетона, преимущественно шамота, включающему нагревание до температуры обжига и последующее охлаждение, нагревание и последующее охлаждение осуществляют 150-450 раз, причем йагревание до 400-900° С в среде прямого коксового газа.

Таким образом, обожженный огнеупорный заполнитель (шамот) подвергают резким колебаниям температур в течение длительного периода в среде коксового газа. Шамот в указанных пределах температур разлагается с образованием твердых yглepoдиctыx отложений, упрочняющих структуру огнеупорного запол- нителя.

В этих условиях в заполнителе (шамоте) происходат реализация термических напряжений путем образования микротрещин при нагревании и охлаждении. Экспериментально

установлено, что полная реализация термических напряжений наблюдается при 300 теплосмен.

Известно, что термическая стойкость жаростойких бетонов объясняется наличием фрагментальной структуры, которая получается в результате образования: микротрещин при реализации термических напряжений.

При использовании огнеупорного заполнителя, обработанного по предлагаемому изобретению, для изготовления жаростойкого бетона прочная, трещиноватая фрагментальная структура образуется по всему объему бетона, что и способствует павьцпению термостойкости и увеличению срока службы бетона в жестких температурных условиях.

Способ осуществляется следующим образом.

Получение заполнителя 1. В качестве шамота используют каолин Новоселицкого месторождения, который нагревают до температуры обЖйога 1400° С, обжигают и охлаждают до комнатной температуры. Получеяш1Й таким о зом шамот подвергают попеременному нагреванию до 400° С и последующему охпаждогаю до комнатной температуры 150 раз (тошосмен), причем нагревание в период всех количеств теплосмен ведут в среде прямого KOK сового газа, подаваемого в печь. Нагревание осуществляют со скоростью 1-3° С/мин в тече ние 13-16 ч.

Для получения заполнителей 2-4 шамот подвергают попеременному нагреванию до температуры соответственно 600, 800 и 900 С и последующему охлаждению до комнаткой температуры. Нагревание в период всех количеств теплосмен ведут в среде прямого коксового газа со скоростью 1-3° С/мин в течение 13-16 ч.

Для получения заполнителей 5-8 шамот повергают попеременному нагреванию до температуры соответственно 400, 600, 800 и 900 С и последующему охлаждению до комнатной температуры 300 раз (теплосмен). Нагревание в Период всех количеств теплосмен ведут в среде прямого коксового газа со скоростью 1-3° С/мин в течение 13-16 ч.

Такг.м же способом обрабатывают заполнителя 9-12 Щйл количестве теплосмен 450.

Состав коксового газа следующий, об.%:

СН4 25.0; CvifHh 2,0; СО 2,0; Hj 60,0; СО 7,0; Na 4,0.

Для сравяепкя обрабатыва1бт шамот, подвергая его шт еменному нагреванию в среде воздуха до 800° С и последующему охлаждению до комнатой температуры 300 раз (теплосмо). Заполиятель 13.

В табл. 1 указаны условия нагревания заполюпгелей я показателя, характеризующие его качество, а также показатели шамота по известному способу.

u

I

, о

О ff}

О Л o

1Л

О

I

р «Ч

о сТ t

о «о

о

СП

О

о

J

а

Г

ст

I

Из табл. I видно, что наилучшим по качеству заполнителем в сравнении с. известным является запош1итель, который получен путем нагревания шамота до 800° С и последующего охлаждения в среде прямого коксового газа в течение 300 теплосмеи (заполнитель 7).При снижении количества теплосмен до 150 в заполнителе остается еще большое количество крупных пор (до 20%), он обладает высокой степенью водопоглощения, характеризуется наличием крупных трещин и пор, незначительным заполнением трещин и пор углеродом, что (жижает термостойкость изделий, изготовлеШых из жаростойкого бетона, полученного на основе такого заполнителя. Увеличение количества теплосмен более 300, например до 450 (заполнитель 11) нецелесообразно, так как не наблюдается видимого улучшения по указанным показателям, а затра: ты н время на термообработку увеличиваются. Термообработка при нагреве до 800°С в течение 300 теплосмен в воздушной среде прнво18.5

2

18,6

3,

19,0

4

19,2

5

18,0

6

24,7

7

25,0

8

25,0

9

18,7

10

23,2

И

25,0

12

25,1

13

15,9, збестный

14

17,0 9

го4

22,1

2,04 21,7 2,05

21,6 2,05 23.0 2,04 20.3 2.06 20.0 2.07 19.8 2.07 22,1 2.04 21.3 2,05 20.2 2,06 20.3 2,06 25.6 1.99 2.02 24,0 10 дит к увеличению пористости, треищноватости и уменьшению объемного веса. Ухудшаются некоторые показатели, характеризующие качество Заполнителя и при других, указанных в табл. 1, условиях нагрева. Жаростойкий бетон изготавливают из смеси следующего состава, вес.%: связующее 20; огнеупорный заполнитель (термически не обработанный) 25 и огнеупорный заполнитель, обработанный предложенным способом 55. Для сравнения показателей изготовлен жаростойкий бетон, в котором в количестве 55% от веса смеси используют заполнитель 13, и бетон, в котором в количестве-55% от веса смеси используют заполнитель по извеспюму способу. В табл. 2 указаны показатели, характери , зующие качество бетона из указаняьпс с(Шанов смесей (номер примера соответствует номеру заполнителя). Таблнца 2

и

Из табл. 2 видно, что бетон, получешсыйс использованием 55% заполнителя 7 по всем показателям качества превосходит бетой, полученный с использованием других заполнителей. Бетон с использованием заполнителя 8 по качеству прибтокается к бетону, получен ного из смеси с использованием заполнителя 7, однако требует дополни гельного нагрева его до .

Сопоставительный анализ показателей качества бетона, полученного с использовшшем предлагаемого заполнителя (заполнители 7 и 8) с показателями качества бетона, полученного с использованием заполнителя (14) по известному способу подтверждает, что применение в составе бетона предложенного заполнителя, позволяет значительно повысить прочность бетона на сжатие и термостойкость, а также снизить его пористость.

92590012

Формула изобретения

Способ обработки огнеупорного заполнителя для жаростойкого бетона, преимущественно шамота, включающий нагревание до температуры обжига и последующее охлаждение, {Отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, термостойкости и умеишения пористости бетоиа, нагревание и ; 1оследующее охлажд гае осуществляют 150-450 ,раз, причем нагрюаняе ведут до 400-900С в среде ярямяо коксового газа.

Источники йяфо{ «ации, пртгаятые во вюша1ше При экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР N 497256, кл. С 04 В 15/00, 1974 (прототип).