Сырьевая смесь для изготовления ячеистого огнеупорного бетона

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I! ) (я)5 С 04 В 38/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860529/33 (22) 20.08.90 (46) 07.10.92. Бюл. ЛЬ 37 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" и Трест "Днепродомнаремонт" (72) И, Г. Крыжановский, Е, Д. Ларионов, В.

А. Чеченов, Е, Н, Бужинский, P. К. Скрипников и Л. И. Крыжановская (56) Инструкция по технологии,приготовлен ия и и риме не ни я жаростойких бетонов. (СН 156 — 67), М, 1967, с, 93 (состав 8-л, 11-л„ табл. 2, табл, 15), Рекомендации по изготовлению изделий из жаростойкого ячеистого бетона. М.;

Н ИИЖБ Госстроя СССР, 1984 г. с. 26 (состав

N -5, табл, 1, 4). (54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТОГО ОГНЕУПОРНОГО БЕТОНА (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к ячеистым огнеупорным бетонным смесям, использующимся для теплоизоляционной футеровки высокотемпературных нагревательных печей, воздухопроводов горячего дутья доменных печей и других промышленных печей. Целью изоИзобретение относится к черной металлургии, а именно к ячеистым огнеупорным бетонным смесям, использующимся для теплоизоляционной футеровки высокотемпературных нагревательных печей, воздухопроводов горячего дутья доменных печей и других промышленных печей, Известен легкий жаростойкий бетон, включающий шамотную тонкомолотую добретения является повышение максимальной температуры применения и технологичности изготовления бетона, Сущность изобретения состоит в том, что ячеистый огнеупорный бетон содержит, мас.%: жидкое стекло 20 — 23; суспензия отвердителяпенообразователя 6 — 9; алюмосиликатный заполнитель остальное. Суспензия отверди-, теля-пенообразователя состоит из ферро-, хромового шлака, пенообразователя

ДС вЂ” РАС, взятых с соотношением 53-160;13 в количестве 25 — 27 мас,%, и воды в количестве 73-75 мас,%. Ячеистый бетон готовят следующим образом. В бетоносмеситель принудительного перемешивания (барабанного типа) загружают компоненты отвердителя-пенообразователя; феррохромовый шлак и ДС вЂ” РАС вЂ” смесь натриевых солей алкиларилсульфокислот, получаемая из продуктов переработки нефти, взятые в соотношении 53-160:1 — 3 в количестве 25 — 27 мас.%, и воду в количестве 73 — 75 мас.% и тщательно перемешивают. Затем добавляют ал юмосиликатный высокоглиноземистый заполнитель и жидкое стекло плотностью

1,29 т/см . Смесь перемешивают 1 — 1,5 мин

3 и выгружают в бункер бетоноукладчика.

Максимальная температура применения

1430-1450 С, удобоукладываемость 20-35 с, коэффициент теплопроводности 0,380,47 ккал/м - ч град. 2 табл, бавку, керамзитовый заполнитель, жидкое стекло и кремнефтористый натрий для изготовления изделий, предназначенных для теплоизоляционной футеровки тепловых агрегатов (1).

Этот бетон имеет невысокое значение температуры применения (не выше 900 C) и трудоемок при изготовлении изделий, так как требует создания интенсивного вибри1766886

55 рования с пригрузом, взятым из расчета

25 г/см поверхности, Указанные недостатки исключают возможность использования этою бетона для футеровки конструктивных элементов высокотемпературных тепловых агрегатов, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является ячеистый жаростойкий бетон, содержащий шамотный (алюмосиликатный) заполнитель, жидкое стекло, силикон-глыбу, едкий натр, отвердитель- пенообразователь в виде суспензии нефелинового шлама, алюминиевой пудры и"воды (2 .).

Данный бетон имеет Невысокое значение температуры применения (до 1000 С) и сложную технологию изготовления, заключающуюся в раздельном приготовлении шлама заполнителя с затворителем и суспензии отвердителя-пенообразователя в гидродинамических или вибрационных смесителях, подогреве шлама заполнителя до температуры 30 — 35 С в шламбассейне, последующей загрузке и смешивании шлама и суспензии отвердителя-пенообразователя в бетоносмесителе при соблюдении условий, обеспечивающих поддержание температуры готовой смеси в пределах 40 — 45 С, выгрузке смеси из машины непосредственно в формы (опалубку). В последующем изделия в формах подвергают тепловлажной обработке при давлении 0,8-1,0 МПа на протяжении 14 ч, Низкая температура применения и сложность процесса изготовления футеровки из этого ячеистого бетона ограничивает возможности его использования, например для футеровки высокотемпературных тепловых агрегатов, Целью изобретения является повышение максимальной температуры применения и технологичности изготовления

- бетона.

Поставленная цель достигается тем, что ячеистый огнеупорный бетон содержит, MGC %:

Жидкое стекло 20-23

Суспензия отвердителяпенообразователя 6 — 9

Алюмосиликатный заполнитель Остальное

Суспензия отвердителя-пенообразователя состоит из феррохромового шлака, пенообразователя ДС вЂ” РАС, взятых с соотношением 53 — 160:1 — 3 в количестве 25—

27 мас. /, и воды в количестве 73 — 75 мас,%.

Характеристика использующихся материалов следующая.

Жидкое стекло плотностью 1,28 — 1,30 г/см з может применяться независимо от модуля, способа его производства и состава согласно ГОСТ 13078 — 81, порошок алюмосиликатный (высокоглиноземистый) фракции 0 — 5 мм, ГОСТ 6137 — 80; пенообразователь ДС вЂ” PAC, который относится к классу алкиларилсульфонатов, получаемый из продуктов переработки нефти и состоящий из смеси натриевых солей алкиларилсульфокислот, согласно ГОСТ 38 — 10764 — 75, феррохромовый шлак как отход при производстве феррохрома согласно ТУ 14 — 11 — 95 — 75, вода для приготовления суспензии отвердителя-пенообразователя согласно ГОСТ 23732 — 79.

Данная совокупность исходных компонентов и массовые соотношения обеспечивают ячеистой огнеупорной бетонной смеси при эксплуатации высокую огнестойкость и теплоизоляционные свойства, расширяющие область применения ячеистых бетонов.

Наличие признаков, отличающихся от прототипа, подтверждает новизну предлагаемого технического решения, Существенность этих отличий подтверждается следующим, В предлагаемом огнеупорном ячеистом бетоне суспензия отвердителя— пенообразователя с выбранным соотношением феррохромового шлака и ДС вЂ” PAC в пределах 53 — 160:1 — 3 обеспечивает затвердевание смеси в технологически приемлемые сроки, не требуя создания условий, обеспечивающих поддержания изделия в нагретом состоянии или тепловлажностной обработки в автоклаве. При этом укладываемому в конструкцию теплового агрегата ячеистому бетону придается высокая удобоукладываемость, обусловленная наличием подвижной ячеистой (пористой) структуры, сохраняющейся как в процессе приготовления, транспортировки и укладки бетона, так и в процессе твердения цементирующей фазы, При соотношении феррохромового шлака к ДС вЂ” PAC меньшем, чем 4 53-160;1 — 3 вызывается ускорение процесса твердения цементирующей фазы, в значительной мере снижающее технологичность смеси из-за ухудшения ее пластических свойств, Нарушение выбранного соотношения отвердитель — пенообразователь в сторону его значительного уменьшения может привести к настолько быстрому росту прочности в бетоне, что его невозможно будет уложить в конструкцию.

Увеличение соотношения феррохромовый шлак — ДС вЂ” PAC больше, чем 53 — 160:1 — 3 вызывает замедление процесса твердения цементирующей фазы, приводящего к снижению живучести ячеистой структуры, и как следствие, — изменению формы и уменьшению количества ячеек (пор) в теле бетона, Снижение пористости отрицательно сказы1766886 вается на теплозащитных свойствах и соответственно снижает эффективность футеровки, Использование предлагаемой ячеистой бетонной смеси не требует применения дополнительных технологических операций по укладке и уходу за изделиями (вибрирование, увлажнение, пропаривание, срезание неровностей) и позволяет получить высокотемпературную эффективную теплоизоляционную футеровку, тем самым решить техническую задачу, сформулированную в цели изобретения, что подтверждает существенность отличительных признаков.

Пример. Предлагаемый огнеупорный ячеистый бетон применяется для теплоизоляционной футеровки тепловых агрегатов, в частности воздухопроводов горячего дутья с температурой нагрева 1200 — 1350 С, теплоизоляционной футеровки кольцевых и секционных нагревательных печей с температурой рабочего пространства 13001400 С.

В бетоносмеситель принудительного перемешивания (барабанного типа) загружают компоненты отвердителя-пенообразователя: феррохромовый шлак и ДС вЂ” РАС, взятые с соотношением 53-160;1 — 3 в количестве 25 — 27 мас.%, и воду в количестве

73 — 75 мас,% с условием получения 6 — 9 мас.% от замеса бетонной смеси и тщательно перемешивают. Затем добавляют алюмосиликатный (высокоглиноземистый) заполнитель 69,5 мас.% и жидкое стекло плотностью 1,29 г/см 21,5 мас.%. После перемешивания в течение 1 — 1,5 мин смесь, имеющую очень подвижную консистенцию, выгружают в бункер бетоноукладчика или с помощью бетоновода осуществляют до полного заполнения футеруемого объема. Уложенная таким образом смесь не требует дополнительных операций по ее уплотнению или термовлажностной обработке, После 1,5-2 ч твердения опалубку можно снимать и осуществлять технологические операции по вводу футеруемого агрегата в эксплуатацию, Примеры составов приведены в табл, 1.

Результаты испытаний образцов составов бетонов, изготовленных согласно табл, 1,приведены в табл. 2.

Суспензия феррохромовый шлак — пенообразователь ДС вЂ” PAC позволяет создать в массе структуру ячеистого тела — систему замкнутых пор, организованных из зерен алюмосиликатного заполнителя, прочно сцементированных жидкостекольной связкой, создающей перемычки твердого остова.

Синтезируемая в процессе твердения таких смесей связка представлена низкоос5 новными гидросиликатами кальция и щелочными гидроалюмосиликатами, образующимися за счет взаимодействия алюмосиликатного заполнителя с компонентами вяжущего — суспензией отвердите10 ля-пенообразователя и жидким стеклом.

При воздействии высоких температур 1300—

1350 С в процессе эксплуатации совокупность предложенных компонентов, их вещественный зерновой состав способству15 ют процессам муллитизации, в результате чего образуется прочная, огнеупорная пористая, пронизанная игольчатым муллитом структура футеровки.

Смесь обеспечивает получение эффек20 тивной тепловой изоляции высокотемпературных агрегатов с высокими теплофизическими показателями (составы

N 6-10, табл, 2):

Максимальная темпе25 ратура применения, С 1400-1450

Коэффициент теплопроводности в интервале эксплуатационных температур ккал/м. ч град. 0,35 — 0,7

30 Удобоукладываемость, с 20-40

Использование данной смеси является экономически более целесообразным, так как исключает многостадийность изготовления, позволяет повысить температуру при35 менения в высокотемпературных тепловых агрегатах и снизить трудозатраты на изготовление футеровки.

Остальное

Формула изобретения

40 Сырьевая смесь для изготовления ячеистого огнеупорного бетона, включающая жидкое стекло, алюмосиликатный заполнитель, отвердитель-пенообразователь, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыше45 ния максимальной температуры применения и технологичности изготовления, в качестве отвердителя-пенообразователя она содержит суспензию феррохромового шлака и смеси натриевых солей алкиларил50 сульфокислот. получаемых иэ продуктов переработки нефти в соотношении

53 — 160:1 — 3, в количестве 25 — 27 мас.% и воды в количестве 73 — 75% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

55 Жидкое стекло 20-23;

Указанная суспензия 6-9;

Алюмосиликатный заполнитель

1766886

1 !

I

I

1

I

LA

1

1

I

1

4

I

1

1

) (OО

-з. о

«1 (Ч

CÎ о

М CD

° ° т» О,>

1

1!

I

l

«I

1 (01

N) l

Х1

1 с

I (О) 4 (0) г»

)- il

1! L

I М

\Ф

1 Ф и и

Х

1

t

1

1

I

I (1

1

I

t

I

I

1

I

> ! (I

1

1

) !

Д

ОО м

C) I (Ч

Ol л

О

0О О

В

0О О с Ф

LA

О О сп ь

° ° о о

C)

C) м о! (Ч

1 1 ) 1 1 I о о ° о

> с о л о о л о л

00 (Ч о

I

1

t

I

1

J 1

t

4

1 м

1 о

0 1 л о (A л

О

LA (Ч л л о

1 C

f дФ

I (0

I (0 о! I»

1 Z

1 Ф

I Z о

1 L

I о х

I (Х о х и

) rtl а

1 й

1 10

I l1 И о о

LA

OO м л

° л

С>

% о

1

1

4-!

I !

I

1

1

4

f

f ! !

I

f

1

1

I (Ч о л о

LA м LA . .м

00 м (A

СО м

I 4 (Ч ) I (Ч 1

I

1

1 !

1

4

I

1

1

l !

l

I

1

1

1

I

I !

1

l

I

1

I !

t о

Ш

С) о м о м

-0 (Ч 1 (Ч (Ч 1

C) м (»

o v (Я

L

v

z

X с с о

Y о и й

I (О

10 о (Х

>z о и и

l0

СО (Ч м м а °

1 I

1О CO м (ч

К

l0

1 о

>Х

z o

О. X о (0 Х

z z о

>z з (0

V (О

X З а с о

I в

Е (О

X S е с

CL S

1

1

1

1

1 ()

li

) з

4 lz

1 Е

) о с

d о

И (.)

«С

1 (.Э

СХ ,ф

Ф

>X l

З Э о о

И

О (0 а а

Х (О о о о

Е 0) в е

v

l0

X с

Х

Iо

f0

>z о

3 (О (> о х

O L

lZ CD (0 а

X O (0 I

О. CD е о

M LA о с с с о

Y с

Ф.

>Х Л л с

z Ф

4- (l0 X м х

Х с о

S (И (0 о

Я >Х (C

l0

Iо с

О 0 о с

Y X

O (0

l- — Y и ас

6: (0

Х (>) l0

z 3E е а

L Ф

v cc о

L) О е о (X

S м

1

I

I

) !

1

>Х

f X

I Ф

1 10

1 (1 10

I (X ! (df

l Q. !

1 !

I

1 l

I

1 !

1

I

I

1

)

1 !

I

I

1

I

I Ф

4 Z ! 1и

1 Е

1 и

1 (>)

I

I.

I

1

I (I

I 1 I . I 1 I I о ((\ !

C) (0 а я (0 (Х М к, (и с и о

>z К r ((0 а с и й )о е (0 а

Z Z Z Y

S Z

X >S (е X z O в а

Е L (X 10

z < ш -=)) I

4 (Ч 1 а1

)

I (Ч f

>» 1

СО 1 .1

I

I гс л а 4 !

1 а

М 4 о е

00 1 !

1

1 !

1

1

t

1

1

I

1

1

I

)

I

I

I (I

I

I

1

I !

I

1

I

I

1

1

I

1

1

I

I (I

1

1

1

I

1

1

)

f0 I

0С 1

О 4 (0 I

1766886 (> \ л

"О л

Ю

С> о

1 11 Э

1 IO

Ш .л

1 (Ч

01

LA м о о

L о

Iи

Э у и о

L м (Ч а!!

z

lU и о а

X

X > о м (Ч .-ц"

Ю л

СЧ о

CD о

>?

- 0

ЕС> м

С-">

-4 м

С> л ((\

4 (Ч о (» о а

3Е

S сХ о о а

I0J >

Ф с

l о

4 (D

X о (Ф (о о

L о

Т а о

° с

X Ъ>

1- 0) (С

Ф

Х с о с О (Ч

С:> О о

4 (С (Ф

IЩ (D

CD

CO

OO

01

4 л ((\ м\ м м

СЧ о z о (о

IФ

Ф

М с о с о а

С (Ч (Ч

?Ол-щ а

О O IO с о

L х

Э и и

Щ

cI>

>О л о (Ч

-0

CD л

С> о

01

01 О

CO (Л

-СГ

OO л м

0 ь л л и о

1X

Ф м

CV

CD м (Ч л м

X о с

X о

Ы о

СХ х о а о

S

Щ

01

Щ

«0 о л

С>

"О л о л

С4 о х о

I»

X (СС\ о о о о

L а

Т

Э (?

Ф й

X (о о

Iо с

ID (0

С> О (Ч

СО л м (D

I» и о

z o

O l о

Ю л!

Y

Э

1» и

0) о х

СС

X а00 со о хЩ

Y O с

>Т

Э а

Э

X

X и .

L

Y о etx о

СО 1=: (Ч м

СО

СЧ л (L

Ф о о

Y с э

>Т л о

X о

Q. х о а а

Э & о с

I"

Э

X о с

X о

Э о

С

1

1

I I

I 1

I !!

I I

I (1

I 1

1

1 I

1 1

1

l I

1 1

I I

1 I

1 I

1 OO 1

1 — 1

I

I 1

1 1! !

1

1

1 Л !

l ! . I

1 l

I, I! о

S с

L о

Y о

o A

Б и Э (S

>Х X л с

z o (- с

Щ Щ

X (>Т

?> о 1о о

c41 X

Ф

С4>

01

4 л

К (D

Я Я

С9 Щ

Т

Ф а с Ф

o a о о (> (> м л ь

4 о л (Э (:0 с

Э ((D (D (1

IO о о

Ф с о с

Щ

Q.

Э

IЩ

X и х о о а !

Э

1»

Э (C о

X у

1О с (D

I» м

Э и (D

Iо о и (C

X

Щ

Ф

X а

C: с о

1>s o

Э X

Э Ф

D ? с о

tO (>

Щ

X 4»

Щ (О

Т Z о

1lD Y (о

I (D э о с с

S х

Щ и

I» о о о

Cl

X и

Э

X о о

I"

Ф

? о

X о

Ф с ! (С с

01

I»

X (Т а

01 о

X.

X

Э с о

» и

1766886

Таблица 2

Свойства

Составы

Предлагаемый

l 8 j 9 Т

Иэаестныа

1 ) 2 (3 4

10 11

1430 1450 1450 1450 1450 1450 1430 . 1400

800

900

1000

660-800 1560 1450 1400 1380 1260 1300 1280 1230

1200

1500

Коэффициент теплопроаодности, кыал/мгц ° град, 0,38 более

200

Удобоукладыеаамость, с

Ореня с мамонта укладки снеси до равопвпублнввния, иин

480 870

480

70-90 50-70 45-60 40-50 50-70 45-60

200

30-45

Составитель Ю. Моторина

Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль

Редактор

Заказ 3518 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Максимальная температура применения,"С

Объвмный вас бетона в еысувенном состоянии, кг/мт

0,430,9 более

200

0,41

0,46

60-90

0,420,51

40-60

0,38

0,47

35-40

0,350,45

20 35

0 ° 35

0,4

30-40

0,30,4

30-40

0,350,4

30 35

0,38" "0 ° 30,4 0,4

ЗО 40 30-40