Состав и способ изготовления магнезитового жаростойкого бетона


 


Владельцы патента RU 2609267:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ ДАГЕСТАНСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (RU)

Настоящее изобретение относится к жаростойким бетонам. Состав для изготовления магнезитового жаростойкого бетона, включающий: связующее, магнезитовый заполнитель, тонкомолотые наполнители и воду, содержит в качестве связующего коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия и тонкомолотые наполнители - лом периклазохромитовых изделий, шлам электрокорунда при следующем соотношении компонентов, мас. %: магнезитовый заполнитель 60-80, тонкомолотый магнезит 8-16, коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 5-12,5, тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий 4-6,5, тонкомолотый шлам электрокорунда 3-5, вода - из расчета В/Т=0,12-0,14. Способ изготовления магнезитового жаростойкого бетона из указанного выше состава, заключающийся в том, что предварительно изготавливают коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5 путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1.6, перемешивают при 100°С в течение 3.0 ч с выдержкой не более 0.5 ч, при одновременном перемешивании в высокоскоростном смесителе вводят тонкомолотые наполнители: магнезит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г, лом периклазохромитовых изделий фр. менее 0.15, шлам электрокорунда фр. менее 0.15 и воду из расчета В/В=0.12-0.14 (в зависимости от состава смеси) до получения однородной суспензии и полученную смесь перемешивают с огнеупорным магнезитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы. Технический результат – повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, термической стойкости и водостойкости. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из магнезитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, °С и термической стойкости изделий из магнезитового жаростойкого бетона.

Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе силикат-натриевых композиций [1].

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего - силикат-глыбу, которая содержит легкоплавкий щелочной компонент Na2O, с увеличением содержания которого снижается температура службы и термическая стойкость жаростойкого бетона.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков (прототип) является состав и способ для изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона, включающего, мас. %: магнезитовый заполнитель 60-80, тонкомолотый магнезит 8-16, силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3,0 в виде наноразмерных частиц 2-4, тонкомолотый магниевый концентрат 4-10, тонкомолотый диатомит 6-10, воду из расчета В/Т 0,12-0,14, с основными показателями: температура начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа - 1510°С; термическая стойкость - 12-15 теплосмен (1300°С - вода) [2].

Недостатком этого состава и способа также является использование силикат-глыбы, которая содержит большое количество легкоплавкого щелочного компонента Na2O. Кроме того, такой способ перевода в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см2/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-600°С является сложным и требует больших энергетических затрат.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков магнезитового жаростойкого безобжигового бетона.

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления жаростойкого магнезитового бетона с повышенной температурой начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа, °С и термической стойкостью изделий, следующие: полисиликаты натрия с силикатным модулем 6.5; магнезитовый заполнитель требуемых фракций тонкомолотый с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г; тонкомолотые магнезит, лом периклазохромитовых изделий, шлам электрокорунда (наполнители) и вода.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона, включающий магнезитовый заполнитель, тонкомолотый магнезит, силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц, тонкомолотый магниевый концентрат, тонкомолотый диатомит и воду, взамен нанодисперсного связующего силикат-глыбы и тонкомолотых добавок - магниевого концентрата и диатомита - содержит коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия, тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий и тонкомолотый шлам электрокорунда соответственно при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Магнезитовый заполнитель 60-80
Тонкомолотый магнезит 8-16
Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5 5-12.5
Тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий 4-6.5
Тонкомолотый шлам электрокорунда 3-5

Корунд (α-Аl2О3) является устойчивой кристаллической формой оксида алюминия. Высокая прочность структурной решетки обуславливается плотной упаковкой анионов кислорода, между которыми располагаются катионы алюминия. Корунд обладает высокой твердостью 9 (по шкале Мооса), плотностью - 3,80-3,92 г/см3, химической инертностью. Температура плавления корунда составляет 2050°С. Химический состав используемого электрокорундового шлама в %: Аl2O3 - 87,89; SiO2 - 2,11; Fe2O3 - 3,68; TiO2 - 4,62; CaO - 0,64; MgO - 0,28; R2O - 0,31; С - 0,40.

Химический состав лома бывших в эксплуатации периклазохромитовых изделий в %: MgO - 57,6-68,3; Сr2О3 - 6,8-12,5; SiO2 - 3,5-5,4; CaO - 7,8-9,2; Аl2O3 - 4,2-4,6.

Используемый лом периклазохромитовых изделий отвечает требованиям ГОСТ 23077-99 «Заполнители огнеупорные. Технические условия» и ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия»

Коллоидные нанодисперсные полисиликаты представляют переходную область составов от жидких стекол к кремнезолям и классифицируются как наноматериалы.

Структурным элементом полисиликата является кремнекислородный тетраэдр, который является основной полимерной составляющей полисиликатов.

Основным отличием полисиликатов от жидких стекол (высокощелочных силикатных систем) является их полимерная форма, представляющая кремнеземные частицы размером от 4 до 5 нм. Полимерная форма составляет 60% и более от общего содержания кремнезема, что обеспечивает высокие прочностные свойства образующихся гелевых структур. Эффективность полисиликатов в 4 раза выше эффективности жидких стекол, что позволяет использовать технологические растворы с более низкой концентрацией.

Способ изготовления магнезитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключался в том, что изначально в лабораторных условиях изготавливали полисиликаты натрия с силикатным модулем 6.5, который согласно пат. РФ 2124475 получали путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1.6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с последующей выдержкой не более 0,5 ч.

Затем отдозированные сухие тонкомолотые компоненты различного состава (табл. 1) с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г, состоящие из магнезита, лома периклазохромитовых изделий, шлама электрокорунда с коллоидным полисиликатом натрия, перемешивали с добавлением воды (В/В=0.3-0.4 в зависимости от состава смеси) в лабораторном высокоскоростном смесителе до получения однородной суспензии. После чего полученную суспензию перемешивали совместно с огнеупорным магнезитовым заполнителем в лопастной лабораторной мешалке принудительного действия до получения однородной массы.

Из полученной гомогенной массы различного состава изготавливали образцы для определения температуры деформации под нагрузкой 0.2 МПа (ГОСТ 20910-90), термостойкости (ГОСТ 20910-90) и водостойкости Кразм (Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. - М.: АСВ, 2004.-28 с.). Образцы изготавливали путем послойной трамбовки. Для формования бетона могут быть применены также другие методы и способы, например: формование путем вибрирования; вибропрессование; прессование (одноступенчатое и двухступенчатое в пресс-форме) и др.

Твердение отформованных образцов осуществляли в лабораторном сушильном шкафу по режиму: подъем температуры до 200°С в течение 1 ч, выдержка при этой температуре 2 ч до полного удаления воды.

Соотношения компонентов по предлагаемому и известному составам представлены в табл. 1, а результаты испытаний известных и предлагаемых (см. табл. 1) приведены в табл. 2. Из приведенных в табл. 2 данных следует, что предлагаемые составы имеют более высокие показатели термостойкости, температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа и водостойкости, чем известные.

Таким образом, жаростойкий бетон, полученный по вышеприведенному составу и способу с использованием в качестве вяжущего коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия взамен наноразмерных частиц силикат-глыбы показывает, что с увеличением силикатного модуля (SiO2/Na2O), т.е. с повышением кремнеземистого составляющего SiO2, содержание легкоплавкого компонента Na2O понижается, в результате чего термостойкость, температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа и водостойкость жаростойкого бетона повышаются. Повышению этих показателей способствует тонкомолотые добавки - лом периклазохромитовых изделий и шлам электрокорунда, так как они являются высокоогнеупорными сырьевыми компонентами для получения жаростойких бетонов и обладают высокой твердостью, плотностью, инертностью, что способствует повышению огнеупорности, адгезии (оных) и когезионной прочности жаростойкого бетона.

Литература

1. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. - М.: Стройиздат, 1988.

2. Патент РФ №2377218, Бюл. №36, 27.12.2009.

1. Состав для изготовления магнезитового жаростойкого бетона, включающий: связующее, магнезитовый заполнитель, тонкомолотые наполнители и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве связующего коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия и тонкомолотые наполнители - лом периклазохромитовых изделий, шлам электрокорунда при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Магнезитовый заполнитель 60-80
Тонкомолотый магнезит 8-16
Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 5-12.5
Тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий 4-6.5
Тонкомолотый шлам электрокорунда 3-5
Вода из расчета В/Т=0.12-0.14

2. Способ изготовления магнезитового жаростойкого бетона из состава по п. 1, заключающийся в том, что предварительно изготавливают коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5 путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1.6, перемешивают при 100°С в течение 3.0 ч с выдержкой не более 0.5 ч, при одновременном перемешивании в высокоскоростном смесителе вводят тонкомолотые наполнители: магнезит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г, лом периклазохромитовых изделий фр. менее 0.15, шлам электрокорунда фр. менее 0.15 и воду из расчета В/В=0.12-0.14 (в зависимости от состава смеси) до получения однородной суспензии и полученную смесь перемешивают с огнеупорным магнезитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями на основе мелкодисперсного заполнителя, например хвостов обогащения.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления грунтовых оснований фундаментов строящихся и восстанавливаемых зданий и сооружений методом инъектирования.

Изобретение относится к составу высокопрочного бетона и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Изобретение относится к способу производства и связанной с ним установке для производства гипсовых штукатурных продуктов для целей строительства, например для производства гипсовой плиты.

Изобретение относится к гипсовым панелям с низкой плотностью и массой. Технический результат заключается в снижении массы и плотности, повышении теплоизоляционных свойств, стойкости к термоусадке, огнестойкости, водостойкости.

Изобретение относится к способам переработки магнезита и предназначено для получения концентратов с содержанием MgO не менее 93,0% для производства огнеупорных изделий.

Группа изобретений относится к строительству, а именно к способу получения легкой цементирующей смеси, которая предназначена для изготовления цементно-стружечных плит и композиции для получения легкого цементирующего вяжущего вещества.

Изобретение относится к последующей обработке β-полугидратов штукатурных гипсов. Технический результат заключается в стабилизации кристаллической структуры, снижении конечной водопотребности без ухудшения механических свойств.

Изобретение относится к смеси строительных материалов, используемой в качестве добавки к бетону, где смесь строительных материалов содержит пуццолановый носитель и фотокатализатор.

Изобретение относится к строительству и касается промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению любых видов строительных изделий, дорожных покрытий, и может быть использовано при жилищном и промышленном строительстве, строительстве дорог, в литейном, химическом производстве и других областях.

Изобретение относится к области производства строительных изделий, а именно легких конструкционно-теплоизоляционных стеновых блоков. В способе изготовления конструкционно-теплоизоляционных изделий, включающем приготовление смеси на основе жидкого стекла, стеклобоя и полистирола, укладку ее в форму, тепловую обработку и распалубливание, используют смесь, содержащую кг/м3 смеси: жидкое стекло с силикатным модулем 2,7-3 и плотностью 1,33-1,36 г/см3 - 296-337, песок фракции 0,25 мм и менее - 170-195, тонкоизмельченный стеклобой тарный фракции 0,125 мм и менее - 400-455, а также кремнефтористый натрий - 10% от массы жидкого стекла, пластификатор С-3 - 0,03-0,05% от массы жидкого стекла, предварительно подвспененный полистирол бисерный фракции 1-2 мм - 815-930 л/м3 смеси, смесь укладывают в закрытые щелевые формы, тепловую обработку осуществляют электропрогревом в течение 5-10 мин переменным током промышленной частоты 50 Гц напряжением 50-80В до температуры смеси 90-100°С.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству искусственных пористых заполнителей для бетонов и гранулированных теплоизоляционных материалов для засыпной теплоизоляции, а также к получению полуфабриката для производства гранулированного строительного материала.

Изобретение относится к производству смесей, которые могут быть использованы в качестве обмазочного материала в строительстве печей. Огнеупорная смесь содержит, мас.%: жидкое калиевое стекло с плотностью 1300-1350 кг/м3 и силикатным модулем 3,6-4 30,5-31,5, каолин 1,0-3,0, стальное волокно длиной 5-10 мм 1,0-3,0, глинозем 9,5-12,0, шамот - остальное.

Изобретение относится к геополимерным композитам. Геополимерный композит для бетона ультравысокого качества, содержащий связующее вещество, содержащее, по меньшей мере, один химически активный алюмосиликат и, по меньшей мере, один химически активный щелочноземельный алюмосиликат, щелочную активирующую присадку, содержащую водный раствор, по меньшей мере, одного вещества из гидроокиси натрия и гидроокиси калия и, по меньшей мере, одного вещества из кремнеземного дыма, стекла из силиката натрия, стекла из силиката калия, раствора силиката натрия и раствора силиката калия, и один или более заполнителей.
Изобретение относится к порошкообразному раствору для расшивки швов мостовых. Предложен порошкообразный раствор для расшивки швов мостовых, содержащий, мас.%: порошок из калиевого жидкого стекла, содержащий 5-22 мас.% воды, 0,5-50, резиновую муку 3-60, наполнитель 10-95 и другие компоненты 0-20.

Изобретение относиться к средствам для ремонта повреждений и защиты от коррозии в месте повреждения стеклоэмалевых покрытий технологического оборудования химических предприятий, систем трубопроводов, другого оборудования технического назначения и может быть применено на предприятиях химической и металлургической промышленности, в том числе использующих эмалированные трубы для оборота жидкости с кислой средой.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к составам полимерсиликатных смесей, предназначенных для изготовления конструктивных элементов, работающих в условиях агрессивных сред.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного слоя содержит, вес.ч.: поливинилхлоридная стружка длиной 5-50 мм, шириной 1-3 мм, толщиной 0,1-0,2 мм 5-10; жидкое стекло 90-95.

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для склеивания и ремонта конструкций из тяжелого, легкого и ячеистого бетонов, кирпича, при получении гибридных связующих для композитов пониженной пожарной опасности.

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.
Наверх