Сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона

 

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, термои 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК аа ои зло

ГОСУДА СТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTHA /

1 . ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3351334/29-33 (22) 30.10.81

° ° ° ° ° ° ° ° ° °

46) 15 ° 04.83. Бюл. В 14

72} В.Н.Колотушкин, Т..Б.Рассыпнова, Л.В.Ушкова и Ю.Б.Базанов (53) 666 ° 973{088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 240377 кл. С 04 В 23/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 833773, кл. С- 04 В 23/00,. 1979.

4-6

9-13 (54)(S7) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА, включающая портландцемент, крупный заполнитель, мелкий заполнитель из гранулированного меднЬникелевого шлака, наполнитель и воду, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности, термо- и водостойкости и снижения усадки, она содержит в качестве крупного заполнителя оотвальный медно-никелевый шлак, в качестве наполнителя — молотые гра-, нулированный медно-никелевый шлак и шамот и дополнительно этиловый эфир ортокремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Портландцемент . 14-19

Крупный заполнитель из отвального медно-никелевого шлака 30-36

Мелкий заполнитель из гранулированного медноникелевого шлака 26-30

Молотый гранулированный медноникелевый шлак

Молотый шамот

Этиловый эфир ортокремниевой кислоты 0,5-1,0

Вода Остальное

1011591

26-30

0,5-1,0

Остальное

Изобретение относится к.промышленности строительных материалов .и может быть использовано при изготовлении жаростойкого бетона, используемого н строительных конструкциях и изделиях, покрытиях полов и площадок, эксплуатируемых в условиях высоких температур и воздействия погодно-климатических факторов.

Известна сырьевая смесь для изготовления бетона, включающая, вес.В: вяжущее 9,8-12,5; крупный заполнитель

43,2-48,5; мелкий заполнитель из гранулированного медно-никелевого шлака 32,6-40,9 и воду — остальное (1).

Наиболее близкой к предлагаемой 15 по технической сущности и достигаемому результату. является сырьевая смесь длч изготовления бетона, включающая, нес.Ъ: портландцемент 8,0022,5, крупный заполнитель - гранит- 20 ный щебень 0,5-47,0; мелкий заполнитель из гранулированного медно-никелевого шлака 37-59; стеклоскор тонкодиаперсный отход грануляции медно-никелевых шлаков 2-8 и воду 25 остальное (2 ).

Недостатком известных смесей являются низкие Прочность, термои водостойкость и высокая усадка.

Целью изобретения является повышение прочнос=и, термо- и водостойкости и снижение усадки.

Поставленная цель достигается те:-, что согласно изобретению сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая портландцемент, крупный заполнитель, мелкий заполнитель из гранулированного медно-никелевого шлака, наполнитель и воду, содержит н качестве крупного заполнителя отвальный медно-никеле- 40 ный шлак, в качестве наполнителя молотые гранулиронанный медно-нике.левый шлак и шамот и дополнительно этиловый эфир ортокремниеной кислоты при следующем соо ноше ии компо- 45 нентон, вес.Ъ:

Портландцемент 14-9

Крупный заполнитель из отвального медно-никелевого шлака 30-36

Мелкий заполнитель из гранулированного медно-никелевого шлака

Молотый гранулированный медно-никелевый шлак 4-6

Молотый шамот 9-13

Этиловый эфир ортокремниевой кислоты

Вода 65

Для производства жаростойкого бетона используют портландцемент

М400.

Отнальный медно-никелевый шлак представляет собой щебень фр.5-25 мм, полученный путем дробления отдельных кусков и отвальной массы шлака рудно-термической плавки медно-никелевых комбинатов Кольского полуострова.

Гранулиронанный медно-никелевый шлак фр.0-5 мм является продуктом мокрой грануляции расплава отнального медно-никелевого шлака медноникелевых комбинатов Кольского полуострова.

Гранулирометрический состав отвального и гранулированного шлака приведен н табл. 1.

Тонкомолотый гранулиронанный шлак представляет собой тонкодисперсную (удельная поверхность 3500-4000 cM>/г) смесь гранулированного шлака, полученного путем размола шлака фр.0-5 мм в шаровой, нибрационной или какой,либо другой мельнице.

Химический состав отвального и гранулированного медно-никелевого шлака приведен в табл. 2, Основными структурообразующими фазами отвального и гранулированного медно-никеленых шлаков являются кристаллы сливина (Mg0, Ре )2 Б; О+65 — 70 вес,% и стекловидное вещество — 30-35 вес.Ъ.

В качестве тонкомолотой шамотной добавки в описываемой смеси жаростой кого бетона может быть использован или тонкодисперсный (удельная поверхность 3000-4000 см2/г) 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 (тонарное наименование "Этилсиликат" ), представляет собой жидкую смесь тетраэтоксисиланаБ1(0C2Н )4 и продуктов его частич» ного гидролиза — полиэтилсилоксанов линейной структуры — (С2Н5-)SiO (Sj (C2Í 5)Π— Si (CgH5)3l, отвечающую требованиям МРТУ 6-02-415-6i. . Использование н жаростойком бетоне нысокопрочного (й, -100-120 МПа) шлакового заполнителя фр.5-25 мм с определенно подобранным.гранулометрическим составом позволяет создать плотную и жесткую структуру бетона, в котором крупные зерна отвального шлака и более мелкие и менее прочные зерна гранулированного шлака прочно сцементиронаны с пленками гидросиликатов и гидроалюмоферритов кальция, образовавшихся в результате схватывания портландцемента и тонкомоло той части шлакового заполнителя.

1011591

Таблица1

Размер отверстий контрольных сит мм

0-0,14 0,315 0,63 . 1,25 3

5 15 25

Полный остаток на ситах,Ъ (по массе зерен заполнителя ) Отвального

95-100 40-70 0-5

Гранулированного 90-10.0 75-90 40-70 15-45 5-20 0-5

Это позволяет получить бетон с высокими прочностными характеристика- . ми и невысоким модулем деформации, что положительно сказывается на термомеханических характеристиках материала.

Присутствие в жаростойком бетоне тонкомолотой шамотной добавки позволяет в значительной степени снизить дегидратацию гидросиликатных и алюмоферритных новообразований уменьI шить 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 расшиЩ рения с кристаллами гидратных новообразований, обуславливает создание температуроустойчивого минерального конгломерата с определенной макро- и микроструктурой, обладающего 25 высокими термической стойкостью, температурой 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 колиI чества гидросиликатов 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 минеральную 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 предлагае,мой 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.

1011591

Вид шлака

Таблица2

° й

Химический состав, вес.%

ВО2 ЛЕ О Ге О Гео Сао М О МпО ВОЗ S ное

Гранулированный

44,2 11,4

2,5 18,7 0,18 Осталь- 0,1 иое

4,8 17,2

Таблица 3

Состав

Ингредиенты, входящие в составы исследуемых бетонов

Прототип

Предлагаемый

1 2 3

17,2

19

Портландцемент

Крупный заполнитель (щебень ) 49

Отвальный медно-никелевый шлак йр.5-25 мм

36

Мелкий заполнитель из

Гранулированного медноникелевого шлака фр.05 мм

29

Ф 26

Стеклоскор

Тонкомолотый гранулированный медно-никелевый шлак

10

Тонкомолотый шамот

1,0

0,8

0 5

Этилсиликат

Вода .

6,0

6 5

Таблица4

Состав

Показатели

Предлагаемый

Прототип

Термические свойства; термическая стойкость до появления трещин; водные теплосмены (1000-2O C) с линейная усадка,Ъ

20

0,24

0,24

0,25

0,43

Отвальный 47,0 6,5 22,0 Осталь- 15,0

1011591

Продолжение табл. 4

1 I

Состав

Предлагаемый

Показатели

Прототип

Термомеханические свойства:остаточная

„ прочность после нагревания до температуры службы (до 1000 С),а;

9.8

90

Температура дефор.мации под нагрузкой, С 1050

1140

1150

1130

Характеристики атмосферостойкости водостойкость,,коэффициент; морозостойкость до потери 25% прочности, циклы замораживания— оттаивания (-10 - +15 С) 0,91

0,97

0,98

0,96

130

125

125. Объемная масса, кг/мЗ 2650

2750

2700

2700

Предел прочности при сжатии, МПа

63 60

Заказ 2674/27 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ИосКва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т, Сельченкова

Редактор Л. Повхан Техред Е.Харитончик : Корректор В. Бутяга