Жаростойкое вяжущее

 

ЖАРОСТОЙКрЕ ВЯЖУЩЕЕ, включающее гранулировЗнный ишак, соединр1ния щелочных металлов и добавку, . отличающее с я тем, что, с целью повышения прочности после тепловлажностной обработки и оста|Точной прочности при нагреве в ин- , тервале температур Т 873-1273 К, в качестве гранулированного ишака /оно . содержит элек ротермофосфорный шлак, а в качестве добавки - дегидратированную при Т 973+50 К, магнийсиликатную породу при следующем соотношении компонентов, мас,%: Электротермофосфорный шпак77-85 Дегидратированная магнийсиликатная порода5-10 Соединения щелочных металлов Остальное (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (ДП С 04 В 7 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

5-10

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3398338/29-33 (22 ) 1.8. 02. 82 (46) 23.09.83. Вюл.935 (72) Е.К.,„Пушкарева, П.В. Кривенко- .

Ж.В. Скурчинская, В.В. Ианк, Е.С.Кавалерова и A.Àçèìîâ (71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (53) 666.946(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 408928, кл. С 04 В 19/04, 1970. . 2. Авторское свидетельство СССР

Р 697429, кл. С 04 В 7/14, 1977 (прототип ). (54)(57) ЖАРОСТОЙКОЕ ВЯЖУЩЕЕ, вклю чающее гранулированный шлак, соедине ния щелочных металлов и добавку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности после тепловлажностной обработки и остаточной прочности при нагреве в ин тервале температур T=873-1273 К, в качестве гранулированного шлака !оно . содержит электротермофосфорный шлак, а в качестве добавки — дегидратированную при T=973+50 К, магнийсиликатную породу прн следующем соотношении компонентов, мас,Ъ:

Электротермофосфорный шлак 77-85

Дегидратированная магнийсиликатная порода

Соединения щелочных металлов Остальное! 1

1043123

50

Остальное

В качестве магнийсиликатных пород 55 испбльзуют хризотил-асбестовые и дунитовые породы, а в качестве соединений щелочных металлов — карбонат натрия

Na1C+ 9Н<О, натриевое растворимое . стекло NagO Si02 (Mc=1-3) и содержа-60 щие их отходы промышленных произ». водств. Технология изготовления предлагаемого жаростойкого вяжущего подобна технологии изготовления шлакощелочных вяжущих. 65. Изобретение относится к шлакощелочным вяжущим и может быть использовано в промышленности строительных материалов в качестве жаростойког6, вяжущего.

Известно вяжущее, включающее

5 . гранулированный доменный шлак, портландцемент и растворимое стекло (1).

Недостатком этого вяжущего является низкая остаточная прочность материалов íà его основе при высоких температурах, кроме того. прочность, их как при естественном твердении, так и после тепловой обработки невысокая.

Наиболее близким к предлагаемому 15 по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее (2), включающее доменный гранулированный шлак, соединения целочных металлов и мОлОтый шамОт IIpH слецующем соот- 20 ношении;компонентов, мас.Ъ

Молотый гранулированный доменный шлак 20-60

Соединения щелочный металлов 4-8

Молотый шамот 36-72

Активность такого вяжущего после тепловой обработки.йри Т=373 К изменяется от 26 до 76 МПа, а остаточная прочность после термической обработки в интервале температур Т=10731273 К составляет 30- 90%,что является его недостатком.

Цель изобретения — повышение проч; ности вяжущего после тепловлажностной обработки и остаточной прочности З5 при нагреве в интервале температур

Т=873-1273 К.

Поставленная цель достигается тем, что жаростойкое вяжущее, включающее гранулированный шлак, соедине- 40 ния щелочных металлов и добавку, в качестве гранулированного шлака содержит электротермофосфорный шлак, а в качестве добавки — дегидратированную при T=973+50 К магнийсили- .45 катную породу при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Электротермофосфорный шлак 77-85

Дегидратированная магнийсиликатная порода 5-10

Соединения щелочных металлов

Предварительно дегидоа ированную при T=973+50 К магнийсиликатную породу и высушенный до влажности 1,5-2% электротермофосфорный шлак измельчают до тонины помола, соответствующей удельной поверхности по прибору

ПСХ-2 не менее 5ц* =300 м /кг. Полученный порошок затворяют растворами соединений щелочных металлов.

Благодаря наличию в составе вяжущего шлака волластонитовой структуры в продуктах твердения формируются преимущественно волокнистые гидросиликаты магния. Согласно .петрографическим исследованиям это обусловлено специфическими особенностями шлаков волластонитовой структуры, при гидратации которых синтезируются волокнистые соединения CSH (В), служащие подложкой для кристаллизации гидросиликатов магния и обеспечивающие волокнистонитевидную структуру последних.

ФоРмирующиеся в процессе твердения вяжущего волокнистые гидросиликаты магния, наряду с волокнистыми тобетморитоподобными новообразованиями типа С Н (В), .выполняют роль микроарматуры кальцийкремнеземистого геля и способствуют повышению прочности твердеющего материала за счет изменения соотношения между гелевидной и кристаллическими фазами в сто . рону увеличения содержания послепней.

Особенности минералогическбго состава и структуры продуктов гидратации вяжущего обуславливают повышенную жаростойкость материалов на его основе. Конечными продуктами дегидратации обожженного искусственного камня в интервале температур

T=1073-1273 К являются форстерит, волластонит и твердые растворы состава диопсида СаО.MgO ° 2SiOg.

Образование твердых растворов состава диопсида происходит на базе продуктов гидратации шлаков волластонитовой структуры, что обуславливает высокую жаростойкость получаемого материала.

Пример. Магнийсиликатную породу, например, отходы, представленные хризотил-асбестовой породой, чмеющую химический состав, мас.В: п.п,п. 13,86

A1zOs 2,64

:Fey O 4,56

СаО 1,4

М О 34,95

БО 1;.16

Nag 0 0,02

К О 0,1

S1 0. Остальное обжигают в муфельной электропечи при

Т=973+50 К с изостатической выдержкой

1 ч, а затем совместно с высушенным до влажности 1.5-2 мас.Ъ электротер3,.т.04312 3 4 мофосфорным шлаком, имеющим химичес-" - прибору ПСХ-2. Активность вяжущего кий состав: определяют по ГОСТ 310.1.76-310.4.76, п.п.п. ° 0,87 но вместо воды затворения используют

А1 О 2, 72 раствор соедине..ий щелочных металлов, Fe o> 0,45 например, раствор натриевого жидкоСаО 44 87

;: 5 го стекла с модулем M =1, плотностью

3 о

М8О 5 р =1250 кг/м . Остаточную прочность

soq 0,83 .образцов после термической обработМпО 2,2 ки в интервале температур T=373>i og 0,94 . 1273 K определяют по методикеSiO< Остальное -" .",1О СН 156-79. Результаты физико-мехаизмельчают в шаровой мельнице до то - -: нических испытаний образцов (согласнины помола, соответствующей удель-."-„ . но методике СН 156-79)приведены ной поверхности бцд=320 м2/кг по - .,-. в таблице.

Остаточная прочность образцов,%

Содержание вяжущего, isaac. %Температура нагрева,К

Предел прочности при сжатии после обжига при ТК, МПа

Состав вяжущего

-1-„-» —.1 0 0%

Предл ar a емый м

1 Электротермофосфорный шлак 82 373

573

65, 25

53,85

59,8

82,7

83,15

82,52

91,64

126,7

127,43

Дегидратированная хризотил-асбестовая порода 5

773

873

973 .

90, 3,. :, Натриевое растворимое стекло (в пересчете на На10); 13

97,35

106,9

7I 25

68 07

73 06

149,19

163,8

95,58

102 56

2 Чимкентский электротермофосфорный

: шлак - 80

Дегидратированная хризотил-асбестовая порода 7

78,9

80,5

110 73

112,98. 93 5

109,8

118,2

154,1

165,89

1073

1273

:75,57

70-, Х5

93,09

373

573

773 73у02

873 .. 81 5

973 83,05

1073 115,7

1273 130

96,62

107,8

109,69

153,1

172,0

10 . 97,-3-", ;-.

Натриевое раство- римое стекло (в пересчете на

Na o) 13

4 Чимкентский электротермофосфорный шлак

66,5

55, 8.

83,9

373

573

Натриевое растворимое стекло (в пересчете на Na

3 Чимкентский электротермофосфорный шлак . 77

Дегидратиров анная хризотил-асбестовая порода

Предел

nроч-.. ..:: ности при, сжатии после. прапа, ривайия.

МПа °

1073 1273

373

5 7 3

773

873

973

1043123

Продолжени т- блицы

1 °

Дегидратированная хризотил-асбестовая порода 5

57,3

69,7

75,6

773

873

973

86,3

1073 87,9

1273 99,6

86,3

72 7

70,7

373

573

97,2

Дегидратированная хризотил-асбестовая порода

91,5

92,6

70,5

65,3

373

573

67,2

773

873

973

1073

1273

95,3

100,9

104,11

144,8

149,9

71,0

73,4

102,1

90,2

105,7

94,3

1073

1273

145,8

151,14

107,8

112,3

Гранулированный шлак

373

673

119,4

72

40

Измельченный шамот

Натриевое растворимое стекло

873 .

1073

1273

67

104,1

93,05

90,2

Рранулированный шлак

373

100

673

873

Измельченный шамот

84

112

104

1073

1273

Натриевое растворимое стекло

60,0

58,66. П р и м е ч а н и е. К вЂ” предел прочности при сжатии образцов после сушки при Т = 373 К.

Ъ "т — предел прочности при сжатии образцов после обжига при Т = ТК.

Раствор карбоната натрия (в пересчете на NaZO) 10

5 Чимкентский электротермофосфорный шлак 85

Раствор карбоната калия (в пересчете на К10)

6 Чимкентский электротермофосфорный шлак

Дегидратированная дунитовая порода 5

Натриевое растворимое стекло (в пересчете на Na -о) 10

7 Чимкентский электротермофосфорный шлак 83

Дегидратированная дунитовая порода

Натриевое растворимое стекло (в пересчете на

NaZ0 j

Известный

773

873

973

1073

1273

373

573

773

873

973

73,8

83,5

85,7.

97,8

108,7

74,3

68,5

70,3

75,2

77,7

86 16

104,8

115,03

132,18

149,77

101,5

114,8

117,88

134,52

149,5

92,19

94,61

101,2

104,5

-1043123 Результаты испытаний подтвержда.ют повышенную прочность пропаренных образцов и высокую остаточную прочность образцов на основе предлагаемого жаростойкого вяжущего.

Техническая эффективность вяжущего заключается в получении высокопрочных, устойчивых к воздействию высоких температур, жаростойких материалов . .на его бснове.

Вяжущее может быть испоЛьзовано для получения жаростойких бетонов, строительства и ремонта тепловых печей; а также для футеровки различных тепловых агрегатов с температурой службы T=873-1273 K

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования изобретения 273.6 тыс.руб.

Составитель Г. Кондюрина

РедактОр H. Рогулич Техред,Т.Маточка Корректор:А. Повх

Заказ 7255/25 Тираж 622 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1" 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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