Композиция для изготовления жаростойких бетонов



Композиция для изготовления жаростойких бетонов
Композиция для изготовления жаростойких бетонов
Композиция для изготовления жаростойких бетонов
Композиция для изготовления жаростойких бетонов

 


Владельцы патента RU 2592927:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих в виде фосфатных связок. Техническим результатом изобретения являются повышения предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов. Это достигается добавлением в композицию на основе фосфорной кислоты, шлака от выплавки ферротитана, песка и отработанного катализатора нефелинового отвального шлама с содержанием, %: SiO2 - 31,9; Al2O3 - 5,8; Fe2O3 - 4,3; СаО - 55,7; MgO - 1,4; R2O - 1,8 и SO3 - 0,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, нефелиновый отвальный шлам 33-40, песок 10-13, Н3РО4 10-15, шлак от выплавки ферротитана 24-30. 4 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. К химически связующим, применяемых в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.

Известны композиции для получения пористых заполнителей (для бетонов) на основе химических связующих следующего состава, мас. %: жидкое стекло - 45-65; хлорид натрия - 5-15; отход горно-обогатительной фабрики при обогащения угля - 15-20; межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев - 15-20 /пат. Российской Федерации №2440312, МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. №2010122114; заявл. 31.05.20910; опубл. 20.01.2012; бюл. №2/ [1].

Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,65-2,75 МПа.

Наиболее близкой к изобретению является композиция для получения жаростойких бетонов (композитов), включающая следующие компоненты, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; Н3РО4 - 10-15; шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас. %: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 72,18; TiO2 - 10,2; Fe2O3 - 0,30; СаО - 11,4; MgO - 3,3 - 24-30 /пат. Российской Федерации №2521005, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. №2013102609; заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014; бюл. №18/ [2].

Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°С и низкая термостойкость.

Задача изобретения - повышение качества жаростойкого бетона (композита).

Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов (композитов).

Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, песок, шлак от выплавки ферротитана и Н3РО4, дополнительно вводят нефелиновый отвальный шлам с содержанием, %: SiO2 - 31,9; Al2O3 - 5,8; Fe2O3 - 4,3; СаО - 55,7; MgO - 1,4; R2O - 1,8 и SO3 - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отработанный катализатор ИМ-2201 10-15
нефелиновый отвальный шлам 33-40
песок 10-13
Н3РО4 10-15
шлак от выплавки ферротитана 24-30

Нефелиновый шлам (белитовый) представляет собой пескообразную смесь с выраженными вяжущими свойствами. Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината (ОАО «РУСАЛ Ачинск», Красноярский край) является «хвостовым» продуктом переработки кия-шалтырских нефелинов и известняка Мазульского рудника, получаемым после извлечения глинозема и содопродуктов.

Сырьевую базу Ачинского глиноземистого комбината (АГК) составляют Кия-Шалтырский нефелиновый рудник (Кемеровская область), где добыча руды ведется открытым способом, и Мазульский известняковый рудник (г. Ачинск). АГК работает по уникальной технологии, разработанной Всероссийским (Всесоюзным) алюминиево-магниевым институтом (ВАМИ). Она основана на использовании метода спекания нефелиновой руды с известняком и последующей гидрохимической переработкой спека. АГК является единственным в мире предприятием, занимающимся промышленной переработкой нефелиновой руды. Химический состав нефелинового отвального шлама приведен в таблице 1.

Фазово-минералогический состав нефелинового отвального шлама, мас. %: 85 - белит (β-2СаО·SiO2); суммарное содержание примесных фаз - 15%, в том числе: 4 - Са(ОН)2, 3 - СаСО3, 2 - гидрокарбоалюминат (3СаО·Al2O3·СаСО3·11H2O), 2 - гидроалюмосиликат натрия (Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O), 2 - нефелин, 2 - стекло.

Наличие в шламах минералов, обладающих гидравлической активностью белита (C2S), и их гидратов предопределяет возможность получения совместно с фосфатными связующими - вяжущих веществ.

Гранулометрический состав нефелинового шлама представлен в таблице 2.

Для изготовления жаростойких бетонов использовались:

а) песок, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия». Песок речной, добываемый в Самарской области, имел следующие показатели: средняя плотность в сухом состоянии - 1,5 кг/м3; содержание илистых, пылевидных и глинистых частиц не более - 0,7% по массе; истинная плотность песка речного - 2,65 г/см3; наличие суглинка, комков глины и прочих засоряющих примесей не более - 0,05%; модуль крупности - 1,68;

б) в качестве алюмосодержащего огнеупорного материала использовался шлак от выплавки ферротитана. Шлак имеют плотную структуру, прочность при сжатии более 100 МПа, огнеупорность выше 1770°С, температуру под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°С. Усредненный химический состав представлен в таблице 1.

в) в качестве связующей - ортофосфорная кислота Н3РО4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н3РО4) не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см3;

г) в предложенных составах, как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства), отвечающий требованиям - ТУ 38.103544-89. Химический состав катализатора представлен в таблице 1.

Согласно ТУ 38.103544-89 отработанный катализатор ИМ-2201 должен иметь следующие показатели: внешний вид порошка - серо-зеленого цвета, насыпная плотность 1,0-1,5 г/см3; массовая доля Al2O3 не менее 70%.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких бетонов и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.

Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие бетоны требуют особую термообработку.

Для бетонов на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 3, - нагревание до 500°С с подъемом температуры до 200°С со скоростью 60°С/час и до 500°С-150°С/час, выдерживание в течение 4 часов, охлаждение вместе с печью.

В таблице 4 представлены физико-механические показатели жаростойкого бетона.

Как видно из таблицы 4, жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании нефелинового отвального шлама позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.

Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Пат. Российской Федерации №2440312, МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. - №2010122114. заявл. 31.05.20910; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2.

2. Пат. РФ №2521005, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов. / Абдрахимова Е.С, Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. №2013102609. Заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014. Бюл. №18.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, песок, шлак от выплавки ферротитана и Н3РО4, дополнительно содержит нефелиновый отвальный шлам с содержанием, %: SiO2 - 31,9; Al2O3 - 5,8; Fe2O3 - 4,3; СаО - 55,7; MgO -1,4; R2O - 1,8 и SO3 - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отработанный катализатор ИМ-2201 10-15
нефелиновый отвальный шлам 33-40
песок 10-13
Н3РО4 10-15
шлак от выплавки ферротитана 24-30



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. К химическим связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Технический результат заключается в повышении предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения являются повышения предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе фосфатных связок. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.

Изобретение относится к сырьевой смеси для получения фосфатного продукта, цементной суспензии на фосфатной основе и к способу получения фосфатного продукта. Смесь для получения высокопрочного фосфатного цемента включает дигидроортофосфат калия, оксид металла группы IIA в количествах от примерно 20 до примерно 100 частей на 100 частей дигидроортофосфата калия и дигидроортофосфат кальция в количествах от примерно 3 до примерно 30 частей на 100 частей дигидроортофосфата калия.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Технический результат заключается в повышении предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов (композитов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких бетонов содержит, мас.%: щебень из карбонатных пород фракций 5-10 мм 25-30, песок речной с модулем крупности 1,68 22-30, H3PO4, в которой массовая доля ортофосфорной кислоты не менее 85%, 10 - 12, отработанный катализатор ИМ-2201, содержащий оксиды, мас.%: SiO2 - 7,90; Al2O3 - 74,5; Fe2O3 - 0,15; MgO - 0,10; Cr2O3 - 14,8; R2O - 1,57, 10-13, алюмосодержащий шлам щелочного травления алюминия, содержащий 80% частиц размером менее 20 мкм и оксиды, мас.%: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 45,2; Fe2O3 - 1,4; CaO - 1,2; MgO - 5,2; R2O - 9,8; п.п.п.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения измельченного минерального материала включает его мокрый помол в водной суспензии до тех пор, пока минеральный материал не будет иметь медианный взвешенный диаметр частиц d50 0,6-1,5 мкм.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и изделий. Смесь для получения строительного композита включает 10 мас.

Изобретение относится к композитным системам теплоизоляции внешней стены здания. Композитная система теплоизоляции прикреплена к поверхности внешней стены здания, обращенной в сторону, противоположную зданию.
Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит заполнитель формовочной смеси, неорганическую соль и оксид железа.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается производства керамзита. Технический результат заключается в снижении температуры обжига керамзита, полученного из сырьевой смеси.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат - увеличение прочности сцепления оболочки с поверхностью крупного заполнителя.
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. .
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для пористого заполнителя. .
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к добавкам, используемым при производстве гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов. .

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. К химическим связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.
Наверх