Бетонная смесь

 

O Il И С А Н И Е 92590(ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннк

Социалнстнчвсннк

Республик. (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (53)М. Кл.

С 04 В 15/00 (22) Заявлено 13.10,80 (2l) 2992782/29-33 с нрнсоедннением заявки М— фтеудеретееннЫ(«енвтет

СССР ав двлен изабретекнв и еткрнтвй (23 ) Приоритет (53 ) УД К 666.972 (088,8) Опубликовано 07.05.82 ° Бюллетень At17

Дата опубликования описания 07 05.82 г

В. Л. Карасик, Т. В. Коткина, В. И. Коздоба, Е, Д. Бандурко, В. Б. Лукьянов, А. Н. Порада, С. М. Полонский, В. А. Вельможко, В. С. Курский, С. Н. Трусов, А, И. Ильченко и 10, Д. Сагалевич (72) Авторы изобретения

Днепропетровский металлургический институт (7l) Заявитель (54) БЕТОННАЯ СМЕСЬ

10-25

Изобретение относится к составу бетонной смеси и может найти применение при производстве изделий (блоков, панелей и т.д.),применяемых в черной и цветной металлургии.

Известна бетонная смесь (13, включающая, вес.%:

Карбид кремния 50 — 58

Глина 3 — 5

Алюмофосфатное . связующее 13 — !6 и кроме того отходы карборундового производства фракции менее

63 мкм Остальное

Недостатками этого состава бетона являются низкая прочность массы при температурах службы 1350-1450 С вследствие недостаточного количества жидкой фазы, образующейся в заполнителе при этих условиях, ответственной за прочностные свойства данного бетона в службе; усадка массы вследствие наличия в заполнителе снекающейся глины;высокое содержание дефицитного и дорогостоя щего карбида кремния.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является бетонная смесь (2(, включающая, вес.%:

Вы соко глиноземистый цемент

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства 75 — 90

Частичное уменьшение уаадки объясняется более высоким (по сравнению с вышеуказан10 ным А(От — 3%) содержанием А!,Оз (42%), а наличие в шамотнокарборундовых отходах фарфорового производства карбида кремния . повышает термостойкость бетона. Применение отходов производства, содержащих дефицитный карбид тсремния, существенно снижает стоимость бетона

Однако известная бетонная смесь характеризуется недостаточно высокой прочностью при температурах службы 1350 — 1450 С вследствие

20 плохой смачиваемости карбида кремния расплавом, образующимся при этих условиях; относительно высокой усадочной деформацией в службе в результате повышенного содержа5901

16 !

3 92 ния стеклофазы из-за перехода SiO>, образующейся при окислении SiC кислородом воздуха, в расплав; а также постепенным снижением термостойкости бетона в процессе службы вследствие окисления SiC до SiOq.

11елью изобретения является повышение термостойкости, снижение усадочных деформаций и увеличение прочности при температурах службы 1350 — 1450 С.

Поставленная цель достигается тем, что бетонная смесь, включающая шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства и глиноземистый цемент, дополнительно содержит корундовые отходы абразивного производства фракции менее 63 мкм при ледующем соотношении компонентов, мас,%:

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства 55-80

Глиноземистый цемент 10 — 20

Корундовые отходы абразивного производства 10 — 25

Использование в бетонной смеси корундовых отходов абразивного производства позволяет существенно повысить термостойкость и прочность бетона при температурах сдужбы

1350 -1450 С и значительно снизить усадочные деформации, что обусловлено взаимодействием тонкодисперсных отходов абразивного производства с карбидом кремния, содержащимся в шамотнокарборундовых отходах фарфорового производства.

При нагревании бетона предлагаемого состава до 1450 С происходит,.поверхностное окисление зерен карбида кремния (фракции менее

5 мм) на глубину 0,1 — 0,3 мм до SiÎ, которая в свою очередь с поверхности окисляется до S iO>. Тонкодисперсный корунд фракции менее 63 мкм, содержащийся в корундовых отходах абразивного производства, находящийся в контакте с окисленными зернами S iC при 1350 — 1450 С взаимодействуют с 810, образовывая игольчатые кристаллы муллита

3AI 0 " 2 SiO, имеющего высокую т.п. 1910 С.

Интенсивному муллитообразованию способству ет жидкая фаза, образующаяся в этих условиях, от легкоплавких примесей (Fe O, SION, СаО и др.), вносимых в бетон корундовыми отходами и глиноземистым цементом, температура плавления которого 1450 С.

При отсутствии корундовых отходов в массе прочность бетона определяется только количеством и свойствами жидкой фазы цемента, практически несмачивающеи зерна SiC. При введении корундовых отходов абразивного производства образуется кристаллическая каркасная структура типа SiC — SiO — SiO>—

3А t>0> 2 S iO>, вследствие чего прочность бетона при 1350-1450 С значительно увеличивается. Введение AlqO> в бетонную массу способствует связыванию образовавшейся SiO в муллит, предотвращая ее переход в жидкую фазу, так как увеличение содержания жидкой фазы выше допустимого (35%) снижает прочность бетона в условиях службы.

Образование муллита сопровождается некоторым увеличением объема бетонных изделий.

Кроме того, корундовые отходы абразивного производства, содержащие СаО, МдО, Fe O>, при 1350 — 1450 С образуют высоковяэкую жидкую фазу, приводящую к вспучиванию массы.

Глиноземистый цемент в связи с низкой огнеупорностью 1450-1500 С при указанных температурах службы вызывает усадку изделий до

2,5%. Следовательно, введение в состав массы корундсвых отходов абразивного производства, вызывающих рост бетонных изделий вследствие образования муллита и вспучивания позволяет компенсировать усадку, вызванную наличием глиноземистого цемента, а образование каркасной кристаллической структуры, содержащей карборунд S iC н муллит A l> O® 2 S iO, повышает термостойкость за счет дополнительного образования муллита.

При содержании корундовых отходов менее

10% в массу вводится мало пылевидных фракций и недостаточное для образования каркасной структуры количество А! Оз, в результате чего образуется малое количество .муллита и

30 не наблюдается существенное улучшение свойств бетонной массы.

При содержании корундовых отходов в массе более 25% образуется количество муллита и жидкой фазы (обусловленной присутствием легкоплавких примесей в отходах корунда), приводящие к увеличению объема изделий из-эа роста (образование муллита) и вспучивания (повышенное содержание жидкой фазы).

Оптимальным составом сырьевой смеси для изготовления огнеупорного бетона является следующий, мас.%:

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства 67,5

Глиноземистый цемент 15

Корундовые отходы абразивного производства 17,5

Пример Для сраврения свойств предлагаемой и известной бетонной смеси проводят серию испытаний: в качестве заполнителя используют шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства (22,07% A 1 0 ; 39,87 o

SiC; 1,71% $10 ОуИЯо Fe Оз) Дружковского фарфорового завода, в качестве вяжущего применяют высокоглиноземистый и глиноземистый цементы.

Корундовые отходы абразивного производства Запорожского абразивного комбината имеСо

Известный

0,5

14

Предлагаемый

36

12 .

30 +0,4

Глиноземистый цемент

25 +О 1

41,5

Глиноземистый цемент

67,5

17,5 0

45,0

80

10 -0,1

16.

37,6

1Е

5 -0,4

32,5

10

Гпиноземистый цемент

S ют следую ций химический состав, мас.%:

СаО 15 AlçОз 8512 ЕегОэ 81; SlO 408;

MgO 1,20.

Методом виброформования из пластичных масс при частоте 2920 кол./мин готовят кубы с ребром 100 мм. Иэ каждого состава массы

Шамотнокарборуидовые отходы фарфорового производства 82,5 высокоглиноземистый цемент 17,5

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства

Корундовые отходы абразивного производства

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производ: ства

Корундовые отходы абразивного производства

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства

Корундовые отходы абразивного производства

Глиноэемистый цемент

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства

Корундовые отходы абразивного производства. Глиноземистый цемент

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства

Корундовые отходы абразивного производства

925901 6 формуют по три куба. Результаты определения сопоставимых свойств (линейной деформации, предела прочности при сжатии и термостойкости) производят в соответствии с ГОСТОом.

Составы смесей и результаты испытаний приведены в таблице.

925901

Составитель Ф. Сорина

Техред А.Вабинец .

Корректор Ю. Макаренко

Редактор Т. Веселова

Тираж 640

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2864/3

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, введение в состав бетонной смеси корундовых отходов абразивного производства приводит к существенному снижению линейной усадки, увеличению прочности после обжита при 1400 С и повышению термо стойкости.

В диапазоне граничных значений ингредиентов предложенного соста:а бетона линейная деформация после обжи1а при 1400 С составляет (-0,1) — (+0,1)%, что по абсолютному значению ниже значений линейной деформации известного состава бетона (0,05%); предел прочности при сжатии после обжига при 1400 С увеличивается от 37,6 до 45 МПа против

32 МПа; термоетойкость повышается от 16 до 19 теплосмен против 14 теплосмен. Прн отклонении содержания корундовых отходов абразивного производства or, граничных значений на 5% сопоставимые свойства бетонов (составы 1 и 5) снижаются и становятся ирак- 26 тически одинаковыми со значениями тех же свойств у известного бетона.

Формула изобретения

Бетонная смесь, включающая шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства 2$ и глиноземистый цемент, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения термостойкости, снижения усадочных деформаций и увеличения прочности при температуре службы

1350-1450 С, она.дополнительно содержит корундовые отходы абразивного производства фракция менее 63 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шамотнокарборундовые отходы фарфорового производства 55 — 80

Глиноземистый цемент 10 — 20

Корундовые отходы абразивного производства 10-25

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 361160, кл. С 04 В 35/56, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке. У2734968/29-33, кл. С 04 В 15/00, 1979 (прототип).