Композиция для изготовления жаростойких поризованных композитов

Авторы патента:

C04B28/34 - содержащие низкотемпературные фосфатные связующие

C04B18/125 - Использование агломерированных или отработанных материалов или отходов в качестве наполнителей для строительных растворов, бетона или искусственных камней (использование отработанных материалов для производства цемента C04B 7/24); обработка агломерированных или отработанных материалов или отходов, специально предназначенная для усиления их наполняющих свойств в строительных растворах, бетоне или искусственных камнях

C04B111/20 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2714175:

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

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких поризованных композитов включает, мас.%: ортофосфорную кислоту H₃PO₄ 10-15, отработанный катализатор ИМ-2201 55-60, сланцевый кокс с содержанием, мас.%: SiO₂ - 16,4; Al₂O₃ - 9,8; Fe₂O₃ - 3,4; СаО - 27,8; MgO - 1,8; R₂O - 3,6; п.п.п. - 37,2, 25-35. Технический результат – повышение прочности при сжатии и морозостойкости жаростойких поризованных композитов. 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 С.П. Королева. №2010122114. заявл. 31.05.2010; 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 поризованных композитов, включающая следующие компоненты, мас. %: ортофосфорная кислота - 12; нефтяной шлам - 25; Катализатор ИМ-2201. /Абдрахимов В.З. Использование отходов нефтедобычи в производстве жаростойких поризованных бетонов на основе фосфатного связующего / В.З. Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова // Перспективные материалы. 2017. №4. С.55-64./ [2].

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и низкая морозостойкость.

Сущность изобретения - повышение качества жаростойкого композита.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую ортофосфорную кислоту и отработанный катализатор ИМ-2201 дополнительно вводят сланцевый кокс с содержанием, мас. %: SiО₂ - 16,4; Аl₂O₃ - 9,8; Fe₂O₃ - 3,4; СаО - 27,8; MgO - 1,8; R₂O - 3,6; п.п.п. - 37,2 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

ортофосфорная кислота Н₃РO₄	10-15
катализатор ИМ-2201	55-60
сланцевый кокс	25-35

Сланцевый кокс - это отход переработки газификации горючих сланцев. Сланцевый кокс удаляется с химических предприятий мокрым способом с влажностью 30-40%.

Химический состав сланцевого кокса обогащения представлен в таблице 1.

Таблица 1. Химические составы алюмосодержащих отходов производств

Компонент	Содержание оксидов, мас.%:
SiO₂	Аl₂O₃	Fe₂O₃	СаО	MgO	Cr₂O₃	R₂O	п.п.п.
1.Сланцевый кокс	16,4	9,8	3,4	27,8	1,8	-	3,6	37,2
2.Отработанный катализатор ИМ-2201	8,88	74,5	0,15	-	0,10	14,8	1,57	-

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

А) 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;

Б) 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 Al₂O₃ не менее 70%. Отработанный катализатор использовался как огнеупорный материал.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких поризованных композитов (бетонов) включает в себя: приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.

Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие поризованные 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/час и до 500°С - 150°С/час, 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 поризованный композит (бетон) из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании сланцевого кокса позволяет повысить показатели по механической прочности и морозостойкости жаростойкого поризованого композита (бетона).

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

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. 31.05.2010; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2/ [1].

2. Абдрахимов В.З. Использование отходов нефтедобычи в производстве жаростойких поризованных бетонов на основе фосфатного связующего / В.З. Абдрахимов, Е.С Абдрахимова // Перспективные материалы. 2017. №4. С.55-64.

Композиция для изготовления жаростойких поризованных композитов, включающая H₃PO₄ортофосфорную кислоту и отработанный катализатор ИМ-2201, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сланцевый кокс с содержанием, мас.%: SiO₂ - 16,4; Al₂O₃ - 9,8; Fe₂O₃ - 3,4; СаО - 27,8; MgO - 1,8; R₂O - 3,6; п.п.п. - 37,2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

H₃PO₄ортофосфорная кислота	10-15
катализатор ИМ-2201	55-60
сланцевый кокс	25-35

Настоящее изобретение относится к композиции строительного раствора или бетона, содержащей неорганический связующий материал на фосфатной основе, получаемый посредством реакции между по меньшей мере одним основным ингредиентом и кислой фосфатной солью, в присутствии замедлителя твердения, который представляет собой соль X+A-, растворимость которой в водной среде, измеряемая при 25°C, составляет более, чем растворимость кислой фосфатной соли, и в которой: X+ представляет собой катион, выбранный из ионов щелочных металлов, щелочноземельных металлов, цинка, алюминия и аммония, и A- представляет собой ацетатный, формиатный, бензоатный, тартратный, олеатный, оксалатный, бромидный или йодидный анион.

Композиция на основе струвита-к и сингенита для применения в строительных материалах // 2683837

Изобретение относится к составу композиции и способу ее производства, применяемым в гибридных строительных материалах, содержащих сигненит (K2Ca(SO4)2⋅H2O) и струвит-К (KMgPO4⋅6H2O).

Композиция для получения теплоизоляционных изделий // 2641933

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к производству легковесных огнеупорных теплоизоляционных изделий. Композиция включает связующее и легкий заполнитель и дополнительно содержит карбамидофурановую смолу марки ФК и катализатор отверждения марки ОК в количестве 10% от массы смолы.

Способ получения конструкционно-теплоизоляционного материала // 2636718

Изобретение относится к области теплотехники и направлено на повышение эффективности теплоизоляционных характеристик и срока эксплуатации конструкционно-теплоизоляционного материала, используемого для обеспечения тепловой защиты передового энергетического оборудования.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2626488

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2623387

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.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2616199

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.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2602542

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.

Композиция для изготовления жаростойких композитов // 2594240

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2592927

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.

Состав композиционного материала на основе органического заполнителя // 2713192

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении плит и блоков как теплоизоляционный и конструкционно-теплоизоляционный материал.

Композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий // 2712215

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве. Предложена композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий, содержащая (в мас.%): промышленный отход металлургического производства - доменный основной гранулированный шлак (46-49), органоминеральную добавку - комплексную добавку, состоящую из «Линамикс ПК» (1-3) и битумной эмульсии (4-6), и кремнеземсодержащий компонент - гидроотвальную низкокальциевую буроугольную золу ТЭС (44-47).

Состав для получения газобетона // 2710579

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных изделий из газобетона неавтоклавного твердения, применяемых для строительства жилых, административных и промышленных зданий и сооружений.

Способ получения карбонатного связанного прессованного в пресс-форме изделия // 2705667

Группа изобретений относится к способу получения карбонатного связанного прессованного в пресс-форме изделия. Способ включает стадии получения дисперсного материала, который является карбонатизируемым и который содержит воду, прессования в пресс-форме дисперсного материала для получения уплотненной заготовки и карбонатизирования дисперсного материала в упомянутой уплотненной заготовке для получения карбонатов при преобразовании уплотненной заготовки в упомянутое карбонатное связанное прессованное в пресс-форме изделие.

Гранулированный магнитный полимер и тампонажная смесь для цементирования обсадных колонн на основе магнитного полимера // 2705113

Изобретение относится к области создания композиционных материалов, в частности к получению магнитоактивных эластичных композитов (полимеров), предназначенных для изготовления управляемых магнитным полем элементов цементной смеси, а также к методам крепления газо-нефте-вододобывающих скважин при цементировании обсадных колонн на разных этапах строительства и эксплуатации скважины, при необходимости обеспечивая предельно низкие значения флюидопроницаемости тампонирующего материала за эксплуатационной колонной.

Заполнитель искусственный пористый для легких бетонов // 2704085

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности аналога гранулированного пеностекла – заполнителя искусственного пористого, применяемого в качестве заполнителя при приготовлении легких и силикатных бетонов, а также в качестве засыпок для теплоизоляции кровель, стен, перекрытий, полов нижних этажей зданий и сооружений различного назначения.

Смесь для получения силикатного кирпича // 2703061

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих. Смесь для получения силикатного кирпича включает золу, песок и известь негашеную.

Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси // 2703036

Изобретение относится к способам производства бетонной смеси и жаростойких бетонных изделий, пригодных для изготовления футеровки промышленных тепловых и огнеупорных агрегатов, в частности для футеровки вагонеток обжига кирпича и других агрегатов.

Смесь для получения композиционных строительных материалов, содержащая компоненты коммунальных отходов // 2688718

Изобретение относится к составам строительных композиций и может быть использовано для получения композиционных материалов. Технический результат: повышение теплотехнических характеристик строительных изделий, снижение массы изделий, утилизация одновременно полимерных коммунальных отходов и древесных коммунальных отходов.

Способ устройства монолитных свайных опор инженерных сооружений на основе нефелинового шлама // 2685599

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительным смесям и способам, пригодным для конструктивных элементов автомобильных дорог на участках прохождения болот и слабых переувлажненных грунтах.

Способ упрочнения изделий из корундо-кварцевой керамики // 2713541

Изобретение относится к промышленному производству корундовой керамики, модифицированной неорганическими связующими, и может применяться, преимущественно, для изготовления крупногабаритных керамических изделий, функционирующих в условиях высоких температур.