Композиция для изготовления жаростойких композитов

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких композитов включает, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм 33-40, Н3РО4 плотностью не менее 1,69 г/см3 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм 24-30, глиежи, размолотые до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 61,5; Al2O3 -19,8; Fe2O3 - 7,4; СаО - 6,7; MgO - 2,2; R2O - 1,1; п.п.п. - 1,3, 10-13. Технический результат – повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов, утилизация промышленных отходов. 3 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. К химически связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыбу (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 СП. 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 композитов, включающая следующие компоненты, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; Н3РО4 - 10-15; алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с содержанием, мас. %: SiO2 - 7,2; Аl2O3 - 68,3; Fe2O3 - 1,4; MgO - 0,7; Cr2O3 - 10,2; R2O - 11,8-24-30 /Пат. Российской Федерации №2528643, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Репин М.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени СП. Королева. - №2013110158. Заяв. 06.03.2013; опубл. 20.09.2014. Бюл. 26 [2].

Недостатком указанного состава композиции являются относительно низкий предел прочности при сжатии и термостойкость.

Сущность изобретения - повышение качества жаростойкого композита.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, Н3РО4 плотностью не менее 1,69 г/см3 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм, дополнительно вводят глиежи, размолотые до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 61,5; Аl2О3 -19,8; Fe2O3 - 7,4; СаО - 6,7; MgO - 2,2; R2O - 1,1; п.п.п. - 1,3 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отработанный катализатор ИМ-2201 10-15
щебень из карбонатных пород 33-40
Н3РО4 10-15
алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30
глиежи 10-13

Глиежи – обожженные породы, которые образуются вследствие природного выгорания угольных пластов или горения породных отвалов (террикоников). Состав и свойства горелых пород весьма изменчивы и зависят от состава исходных пород и степени их обжига. В зависимости от температуры обжига изменение пород проявляется в покраснении, ошлаковании и полном переплавлении. Площади развития зон иногда достигают десятков км2. Например, объем горелых пород на Абанском месторождении Канско-Ачинского бассейна 1,6 млрд. м3, а площади отдельных участков выгорания 20 км2.

В настоящей работе использовались глиежи шахты «Зиминка». Химический состав глиежей представлен в таблице 1.

Шахта «Зиминка» расположена в западной части Прокопьевско-Киселевского месторождения каменноугольного бассейна Кузбасса. Угленосные отложения имеют 21 угольный пласт, из них 12 рабочих пластов с углом падения от 55 до 90° и мощностью от 1,2 до 16 м. При глубине залегания пластов более 250 м пласты относятся к угрожаемым по горным ударам. Пласты угля мощностью более 3,5 м склонны к самовозгоранию. Глубина зон выгорания не превышает обычно 50 м, максимальная – 200 м.

Основные минералы глиежей представлены кварцем, гематитом, волластонитом, муллитом и кордиеритом. Оксиды железа восстанавливаются до магнитного железняка, а иногда до природного чугуна.

Алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов образуются в процессе обработки алюминиевых сплавов металлургических заводов. Из отработанных травильных растворов осаждается осадок, который концентрируется на дне ванны и постепенно кристаллизуется. Шлам этой группы отличается высоким содержанием Аl2O3 и может при определенных условиях стать заменителем природного пирофиллита, бокситов и других алюмосодержащих компонентов при производстве жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Размер частиц алюмохромистых отходов травления алюминиевых сплавов от 0,1 до 5 мкм, химический состав представлен в таблице 1.

Для изготовления жаростойких композитов (бетонов) использовались щебень, ортофосфорная кислота (Н3РО4) и отработанный катализатор ИМ-21 согласно требованиям ГОСТов и ТУ (таблица 2).

A) щебень, отвечающий требованиям ГОСТа 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» М 600, 800-1000, со средней плотностью зерен от 2,0 до 2,5 кг/м3 из карбонатных пород, добываемый в Самарской области, фракции 5-10 мм;

Б) в качестве связующей использовалась 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;

B) в заявке, как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства) - 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 Аl2О3 не менее 70%. Отработанный катализатор использовался как огнеупорный материал.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких композитов (бетонов) и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя измельчение глиежий до прохода через сито 0,14 мм, приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.

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

Для композитов (бетонов) на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 2, нагревание до 500°С с подъемом температуры до 200°С со скоростью 60°С/ч и до 500-150°С/ч, выдерживание в течение 4 часов, охлаждение вместе с печью.

В таблице 3 представлены физико-механические показатели жаростойкого композита (бетона).

Как видно из таблицы 3 жаростойкий композит (бетон) из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании глиежий позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого композита (бетона).

Использование техногенного сырья при получении жаростойкого композита (бетона) способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, 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. Российской Федерации №2528643, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Репин М.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. - №2013110158. заявл. 06.03.2013; опубл. - 20.09.2014. Бюл. 26.

Композиция для изготовления жаростойких композитов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, Н3РО4 плотностью не менее 1,69 г/см3 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит глиежи, размолотые до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 61,5; Al2O3 -19,8; Fe2O3 - 7,4; СаО - 6,7; MgO - 2,2; R2O - 1,1; п.п.п. - 1,3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отработанный катализатор ИМ-2201 10-15
щебень из карбонатных пород 33-40
Н3РО4 10-15
алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30
глиежи 10-13



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов Композиция для изготовления жаростойких композитов (бетонов), включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород со средней плотностью зерен 2-2,5 кг/м3, фракции 5-10 мм, Н3РО4, плотностью не менее 1,69 г/см3 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм, дополнительно содержит шлак от производства ферросилиция, размолотый до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 49,4; Al2O3 - 6,8; Fe2O3 - 4,4; СаО - 24,5; MgO - 15,1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород со средней плотностью зерен 2-2,5 кг/м3 33-40, Н3РО4 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30, шлак от производства ферросилиция 10-13.

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

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов, которая достигается добавлением в композицию шлакопыльевого отхода от производства низкоуглеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень 33-40, H3PO4 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30, шлакопыльевый отход от производства низкоуглеродистого феррохрома 10-13.

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.

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 может найти применение в промышленности строительных материалов, а именно в способе получения строительных растворов и бетонов, в состав которых входят отходы производства.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при производстве строительных растворов и бетонов. Технический результат - обеспечение безопасности получения строительного материала, упрощение его производства, улучшение экологической обстановки окружающей среды.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов Композиция для изготовления жаростойких композитов (бетонов), включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород со средней плотностью зерен 2-2,5 кг/м3, фракции 5-10 мм, Н3РО4, плотностью не менее 1,69 г/см3 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм, дополнительно содержит шлак от производства ферросилиция, размолотый до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 49,4; Al2O3 - 6,8; Fe2O3 - 4,4; СаО - 24,5; MgO - 15,1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород со средней плотностью зерен 2-2,5 кг/м3 33-40, Н3РО4 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30, шлак от производства ферросилиция 10-13.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для футеровки обжиговых вагонеток и при строительстве печей. Технический результат заключается в повышении прочности бетона.

Изобретение относится к производству бетонов, которые могут быть использованы при строительстве тепловых агрегатов. Огнеупорная бетонная смесь содержит, мас.

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона и может найти применение в промышленности строительных материалов. Состав сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона, содержащий портландцемент, заполнитель, кремнеземсодержащий компонент, гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира и воду, в качестве заполнителя содержит смесь фракций кварцевого песка с размерами частиц от 0,1 до 0,4 мм и 0,4÷1,2 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - микрокремнезем, состав дополнительно содержит диабазовую муку и дисперсно-армирующий компонент при следующем соотношении компонентов , мас.

Изобретение относится к составу смеси для жаростойких мелкозернистых бетонов и может найти применение в производстве строительных материалов в качестве облицовочного материала для покрытия стен в пожароопасных помещениях, покрытия внешних стен котельных установок, сушилок и других объектов с температурой нагрева до 800°С.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных дорог, площадок. Масса для дорожного покрытия, содержащая связующее, минеральный порошок, кварцевый песок, содержит порошок королька - отхода производства стекловолокна, а в качестве связующего - каменноугольный деготь при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к цементирующей композиции, включающей: вяжущее, содержащее (а) 60-94%, по массе, по меньшей мере один пуццолановый материал; (b) по меньшей мере 0,5% по массе кальция сульфоалюмината (КСА); (с) 1,2-11% по массе, выраженного как SO3, по меньшей мере одного неорганического сульфата, выбираемого из группы сульфатов, состоящей из гемигидрата сульфата кальция, безводного сульфата кальция, дигидрата сульфата кальция, сульфата натрия и сульфата натрийкальция; и (d) совокупное содержание сульфатов по меньшей мере 3% по массе, выраженное как SO3, причем цементирующая композиция включает не больше чем 3% природного известняка, цементирующая композиция включает не больше чем 10% глиноземистого цемента, и причем содержание композиции вычисляют на сухой основе без заполнителя.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов, которая достигается добавлением в композицию шлакопыльевого отхода от производства низкоуглеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень 33-40, H3PO4 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30, шлакопыльевый отход от производства низкоуглеродистого феррохрома 10-13.

Изобретение относится к составу химической добавки для цементных изделий и может быть использовано в технологии производства бетонов и строительных растворов. Техническим результатом является повышение прочности цементных изделий.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких композитов включает, мас.: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм 33-40, Н3РО4 плотностью не менее 1,69 гсм3 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм 24-30, глиежи, размолотые до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.: SiO2 - 61,5; Al2O3 -19,8; Fe2O3 - 7,4; СаО - 6,7; MgO - 2,2; R2O - 1,1; п.п.п. - 1,3, 10-13. Технический результат – повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов, утилизация промышленных отходов. 3 табл.

Наверх