Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона



Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона
Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона

Владельцы патента RU 2672361:

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

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа °C, термической стойкости и водостойкости изделий из кварцитового жаростойкого бетона. Состав для изготовления кварцитового жаростойкого бетона, включающий: связующее, кварцитовый заполнитель и воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3 ч с последующей выдержкой 0,5 ч, и в качестве наполнителя - природный тонкодисперсный аморфный кремнезем следующего химсостава, мас.%: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO менее 0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3 менее 0,10; ППП - 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас. %: кварцитовый заполнитель 80-90, коллоидный полисиликат натрия 5-7, природный тонкодисперсный аморфный кремнезем 3-15, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона из указанного выше состава, включающий введение в коллоидный полисиликат натрия аморфного кремнезема и добавление воды, перемешивание в высокоскоростном смесителе с получением однородной суспензии, с последующим ее перемешиванием с кварцитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование ее путем послойной трамбовки, твердение по режиму - подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 часа. 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 кварцитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа °C и термической стойкости изделий из кварцитового 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 близкими к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипами, являются состав и способ для изготовления кварцитового жаростойкого бетона [1], включающее, мас. %: кварцитовый заполнитель 70-91; тонкомолотый кварцит 6-20; натриевая силикат глыба с силикатным модулем 2,7-3 в виде наноразмерных частиц 1-4; тонкомолотый диатомит 2-6; вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Основные показатели бетона: температура начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа - 1510°С; термическая стойкость - 12-15 (1300°С - вода) число теплосмен.

Недостатком этого состава и способа является то, что связующее силикат-глыба содержит большое количество легкоплавкого щелочного компонента Na2O, которое приводит к снижению температуры службы, термической стойкости и водостойкости бетона. Кроме того, такой способ перевода натриевой силикат-глыбы 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 кварцитового жаростойкого бетона.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления кварцитового жаростойкого бетона, включающий кварцитовый заполнитель, тонкомолотый кварцит, натриевую силикат глыбу в виде наноразмерных частиц, тонкомолотый диатомит и воду, отличается тем, что он взамен нанодисперсного связующего силикат-глыбы и тонкомолотых добавок: кварцита и диатомита, содержит коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия и природный аморфный тонкодисперсный кремнезем, соответственно при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Кварцитовый заполнитель 80-90
Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 5-7
Природный тонко дисперсный аморфный кремнезем 3-15

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления жаростойкого кварцитового бетона с повышенной температурой начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа °C, термической стойкостью и водостойкости изделий, следующие: коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия силикатным модулем - 6.5, кварцитовый заполнитель требуемых фракций, природный аморфный тонкодисперсный кремнезем и вода - любая, кроме минеральных вод.

Химический состав природного аморфного кремнеземистого сырья следующий, % мас: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO<0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3<0,10; ППП - 2,26.

По ситовому анализу природное аморфное кремнеземистое сырье в основном представлено мелкодисперсными фракциями, остаток на сите, % мас.: 0,8 мм - 0,393; 0,315 мм - 2,889; 0,2 мм - 13,843; 0,04 мм - 53,833; 0,008 мм - 1,081, и проход через сито 0,008 мм - 27,91, в том числе до 20% - нанодисперсными частицами.

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

Структурным элементом полисиликата является кремнекислородный тетраэдр. Он является основной составляющей полимерной формой полисиликатов.

Основным отличием полисиликатов от силикатов натрия (силикат-глыбы и 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 водных силикатов натрия, что позволяет использовать технологические растворы с более низкой концентрацией.

Способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключался в том, что изначально в лабораторных условиях изготавливали нанодисперсные 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 в соотношении 1:1.6, перемешивая их при 100°С в течение 3,0 ч с последующей выдержкой не более 0,5 ч.

Затем отдозированные для каждого состава компоненты (табл. 1): коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия и сухой природный аморфный тонкодисперсный кремнезем, с добавлением воды (В/Т=0.12-0.14 от общей массы сухих компонентов в зависимости от состава смеси) перемешивали в лабораторном высокоскоростном смесителе до получения однородной суспензии. После чего в полученную для каждого состава суспензию перемешивали совместно огнеупорный кварцитовый заполнитель и вводили в лопастной лабораторной мешалке принудительного действия до получения однородной массы.

Из полученной 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 этих составов 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. Кроме того, повышению этих показателей свойств способствует природный тонкодисперсный кремнезем, так как он содержит до 20% нанодисперсные частицы и высокоогнеупорные оксиды: SiO2 - 87%, Al2O3 - 5%.

Литература

1 Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. - М.: Стройиздат, 1988. 208 с.

2. Патент РФ №2374202, Бюл. №33, 27.11.2009.

1. Состав для изготовления кварцитового жаростойкого бетона, включающий: связующее, кварцитовый заполнитель и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3 ч с последующей выдержкой 0,5 ч, и в качестве наполнителя - природный тонкодисперсный аморфный кремнезем следующего химсостава, мас.%: SiO2 87,00; Al2O3 5,00; TiO3 0,3; Fe2O3 2,25; P2O5 0,07; FeO менее 0,25; СаО 0,72; MgO 0,50; MnO 0,02; K2O 1,03; Na2O 0,58; SO3 менее 0,10; ППП 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кварцитовый заполнитель 80-90
Коллоидный полисиликат натрия 5-7
Природный тонкодисперсный аморфный кремнезем 3-15
Вода из расчета В/Т 0,12-0,14

2. Способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона из состава по п. 1, включающий введение в коллоидный полисиликат натрия аморфного кремнезема и добавление воды, перемешивание в высокоскоростном смесителе с получением однородной суспензии, с последующим ее перемешиванием с кварцитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование ее путем послойной трамбовки, твердение по режиму - подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 часа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вяжущему составу, который включает по меньшей мере один вяжущий материал и по меньшей мере одну уменьшающую трещины добавку, содержащую: (I) от 0 до приблизительно 5 массовых процентов по меньшей мере одного спирта из расчета общей массы добавки, за исключением воды; и (II) соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III): ,где v представляет собой целое число от 0 до 50 и w представляет собой целое число от 0 до 50 при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

Изобретение относится к способу кондиционирования штукатурного гипса, включающему стадии подачи дозы частиц штукатурного гипса в реакционный сосуд, частицы штукатурного гипса включают полугидрат сульфата кальция и/или ангидрит сульфата кальция, а также дигидрат сульфата кальция; и кондиционирования частиц штукатурного гипса при температуре по меньшей мере 100°С и влажности по меньшей мере 70%.

Группа изобретений относится к изготовлению сборных бетонных изделий в производственном процессе отливки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу для выдержки бетонных изделий.

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из шамотного жаростойкого бетона.

Изобретение может быть использовано при получении бетона или железобетона. Способ получения ускорителя схватывания и затвердевания минеральных вяжущих веществ включает этап приведения во взаимодействие соединения кальция с силиказолем при мольном соотношении Si:Ca менее 0,1 в ходе реакции.

Изобретение относится к жаростойким бетонам. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона, включающий: связующее, электроплавленный корундовый заполнитель, тонкомолотый электроплавленный корунд, тонкомолотый технический глинозем, тонкомолотый диатомит и нагретую воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с выдержкой при указанной температуре не более 0,5 ч, и дополнительно - природный аморфный тонкодисперсный кремнезем с содержанием 20% нанодисперсных частиц, имеющий следующий химический состав, мас.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве строительных изделий, например панелей, облицовочных плит. Способ активации гипса включает предварительную обработку гипса вихревым слоем анизотропных ферромагнитных тел в немагнитной емкости, расположенной в аппарате с наружным электромагнитным полем.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве строительных растворов и изделий, например кирпича, силикатного бетона. Способ активации извести включает предварительную обработку извести вихревым слоем анизотропных ферромагнитных тел в немагнитной емкости, расположенной в аппарате с наружным электромагнитным полем.

Изобретение относится к технологии производства дисперсно-армированных бетонных смесей для изготовления строительных изделий и конструкций. Согласно изобретению сначала готовят сухую бетонную смесь из крупного и мелкого заполнителей и 90% цемента, которую затворяют водой в количестве 40-50% от проектного объема.
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам приготовления бетонной смеси и строительных растворов, бетонов и конструкций и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.
Изобретение относится к технологии формования крупногабаритных керамических заготовок из водных шликеров в гипсовые формы. Предложен способ формования крупногабаритных керамических заготовок, включающий установку в высушенную влагопоглощающую матрицу, повторяющую наружный контур изделия, сердечника, повторяющего внутренний контур изделия, заполнение образовавшегося зазора водным шликером, выдержку до полного набора заготовки, извлечение сердечника, выдержку набранной заготовки в форме, извлечение заготовки.

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Керамическая масса для производства кирпича, содержащая глину кирпичную, фосфат кальция, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фаянсовый череп - бой санитарно-технических изделий - при следующем соотношении компонентов, маc.

Изобретение относится к технологии получения изделий из кварцевой керамики методом шликерного литья с последующим упрочнением за счет химической и низкотемпературной обработки.

Изобретение относится к авиационной и машиностроительной промышленности и может быть использовано при создании деталей из конструкционных материалов, в частности для изготовления антенных обтекателей ракет, обладающих высокой прочностью в сочетании с хорошими диэлектрическими характеристиками при высоких температурах и стойкостью к термоудару.

Изобретение относится к производству керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче углеводородов методом гидравлического разрыва пласта.
Изобретение относится к технологии керамических материалов из кварцевой керамики с повышенной прочностью на изгиб, позволяющей изготавливать керамические экраны для приборов разного назначения и огнеупорные керамические изделия.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления кремнеземистых легковесных керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Изобретение относится к производству керамических изделий из кварцевой керамики, типа кварцевых тиглей для металлургической промышленности. Предложен способ формования заготовок из кварцевой керамики, включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла с плотностью 1,80÷1,91 г/см3, его заливку в пористую форму под давлением и выдержку под давлением в течение заданного времени, в котором формование проводят в форме, выполненной из пористого полимера, под давлением 0,5÷0,8 МПа, а время выдержки шликера под давлением рассчитывают исходя из отношения толщины стенки заготовки к скорости набора, которая составляет 10÷20 мм/ч.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к производству керамических проппантов, в частности к подготовке сырьевой смеси, предназначенной для изготовления среднеплотных и легковесных магнезиально–кварцевых проппантов с насыпной плотностью 1,4–1,65 г/см3.

Изобретение относится к керамической промышленности, а точнее к технологии получения кварцевой керамики с пониженной температурой спекания, и может найти широкое применение для производства высокотермостойких керамических изделий различного назначения.

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из шамотного жаростойкого бетона.

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа °C, термической стойкости и водостойкости изделий из кварцитового жаростойкого бетона. Состав для изготовления кварцитового жаростойкого бетона, включающий: связующее, кварцитовый заполнитель и воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20-ный водный раствор силиката натрия 16-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3 ч с последующей выдержкой 0,5 ч, и в качестве наполнителя - природный тонкодисперсный аморфный кремнезем следующего химсостава, мас.: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO менее 0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3 менее 0,10; ППП - 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас. : кварцитовый заполнитель 80-90, коллоидный полисиликат натрия 5-7, природный тонкодисперсный аморфный кремнезем 3-15, вода из расчета ВТ 0,12-0,14. Способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона из указанного выше состава, включающий введение в коллоидный полисиликат натрия аморфного кремнезема и добавление воды, перемешивание в высокоскоростном смесителе с получением однородной суспензии, с последующим ее перемешиванием с кварцитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование ее путем послойной трамбовки, твердение по режиму - подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 часа. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх