Композиционный материал

 

Изобретение относится к неорганическим материалам на основе глинисто-известкового сырья и может найти применение в химической и строительной технологии как материал с огнеупорными свойствами, обладающий хорошей адгезией к металлам, сплавам, керамике, для изготовления облицовочных плиток, покрытий, в черной металлургии для брикетирования и агломерации руд. С целью повышения прочности композиционного материала при обычных условиях состав содержит, мас.% : глину 50 - 62; известняк 15 - 25; 60%-ный раствор фосфорной кислоты остальное. Прочность материала через 1 сут 28 - 35 МПа, 3 сут 37 - 40 МПа, 7 сут 44 - 46 МПа, 28 сут 50 - 58 МПа. 2 табл.

Изобретение относится к неорганическим материалам на основе глинисто-известкового сырья.

Известна керамическая масса, содержащая, мас. Легкоплавная глина 29,5-94,0 Известняк 2,5-35,0 Кварцевый песок 2,5-35,0 Хлорид натрия 0,5-1,0 Наиболее близкой по технической сущности (составу), химизму твердения к предлагаемому композиционному материалу является сырьевая смесь для изготовления облицовочных керамических изделий, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас. Легкоплавная глина 85-90 Фосфаты алюминия 0,03-0,09 Фосфаты железа или фосфаты хрома 0,02-0,06 Шлак феррованадиевого производства Остальное Образцы готовят по технологии полусухого прессования. После сушки проводят обжиг до 1150^оС. Прочность до 43,3 МПа [2] Недостатком этот смеси является невысокая прочность и необходимость больших энергозатрат (сушка, обжиг).

Техническим результатом изобретения является повышение прочности композиционного материала при обеспечении твердения при обычных условиях.

Это достигается тем, что композиционный материал на основе глины, содержащий добавку и жидкость затворения, в качестве добавки содержит известняк, а в качестве жидкости затворения 60%-ный раствор фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. Глина 50-62 Известняк 15-25 60%-ный раствор фос- форной кислоты Остальное Повышенная прочность полученного композиционного материала и нормальные условия твердения обеспечиваются за счет химического взаимодействия компонентов глины и известняка с раствором фосфорной кислоты, т.е. за счет энергии химического взаимодействия фосфорной кислоты с известняком и далее за счет экзотермии первого процесса взаимодействия фосфорной кислоты с компонентами глины получают структурообразующие новообразования (фосфаты).

Для получения композиционного материала готовили пять смесей компонентов. Каждая содержала, мас. глину 44,50,56,62,68; известняк 30,25,20,15,10 и раствор фосфорной кислоты (концентрация 60%) остальное.

В работе использовали известняк и глину Каменского месторождения Томской области. Качественный и количественный состав сырья представлен в табл. 1.

Известняк и глину тщательно перетирают сухим способом, просеивают через сито 0,071, дозируют по весу и перемешивают. В смесь вводят раствор фосфорной кислоты при постоянном перемешивании и из полученной массы формируют образцы цилиндры диаметром и высотой 1,5 см при удельном давлении прессования 30 МПа.

После твердения при обычных условиях образцы через определенные промежутки времени испытывают на предел прочности при сжатии. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, на основании глинисто-известкового сырья можно получить композиционный материал нормального твердения с довольно высокой прочностью, превышающей прочность прототипа в 1,4 раза.

Изменение содержания компонентов за обеими границами предлагаемого состава приводит к снижению прочности.

Полученный композиционный материал нормального твердения с повышенной прочностью относится к неорганическим материалам и может найти применение в химической и строительной технологии как материал с огнеупорными свойствами, обладающий хорошей адгезией к металлам, сплавам, керамике, а также изготовления облицовочных плиток, покрытий, в черной металлургии для брикетирования, агломерации.

Формула изобретения

КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ на основе глины, содержащий добавку и жидкость затворения, отличающийся тем, что он в качестве добавки содержит известняк, а в качестве жидкости затворения 60%-ный раствор фосфорной кислоты при следующих соотношениях компонентов, мас.

Глина 50 62 Известняк 15 25 60%-ный раствор фосфорной кислоты Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2