Композиция для изготовления теплоизоляционного материала

Композиция для изготовления теплоизоляционного материала

Реферат

Изобретение относится к составам формовочных смесей и может быть использовано при изготовлении пожаробезопасных теплоизоляционных материалов строительного и технического назначения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна композиция, включающая жидкое стекло, феррохромовый шлак, кварцевый песок, пенообразователь и воду (Барсук П.А., Лясс А.М. Жидкие самотвердеющие смеси. - М.: Машиностроение, 1979. - 256 с.). Недостатком аналога является невозможность получения ячеистого теплоизоляционного материала.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипом, является композиция для изготовления ячеистого теплоизоляционного материала (а.с. 1468883 СССР, 1989) содержащая жидкое стекло, кремефторид натрия, стеклянные микросферы, минеральное волокно и полиэтилгидросилоксановую жидкость.

Композиция содержит компоненты, мас.%:

Жидкое стекло		45-65
Кремнефторид натрия		10-20
Стеклянные микросферы		20-30
Минеральное волокно		2,0-6,5
Полиэтилгидросилоксановая жидкость		0,5-1,0

Недостатком прототипа является то, что теплоизоляционный материал из этой композиции при нагревании до температуры свыше 450°С начинает деформироваться и при контакте нагретого материала с водой растрескиваться.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретательская задача состояла в разработке композиции для изготовления теплоизоляционного материала повышенной пожаробезопасности.

Поставленная задача достигается путем создания композиции на основе жидкого стекла, феррохромового шлака, пенообразователя, микропорошкового и волокнистого наполнителей, причем она дополнительно содержит гетит и суперпластификатор С-3, а в качестве пенообразователя, порошкового и волокнистого наполнителей - соответственно триэтаноламиновую соль алкилсульфатов спиртов с числом атомов углерода 8-10 (25%) и 12-14 (75%), измельченный до порошка с удельной поверхностью 1800-2000 м²/кг бой силикатного кирпича и целлюлозное микроволокно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое стекло		31,03-31,95
Феррохромовый шлак		58,00-59,00
Микропорошок из боя силикатного кирпича		7,50-8,50
Целлюлозное микроволокно		0,21-0,33
Гетит		1,08-1,20
Суперпластификатор		0,10-0,30
Пенообразователь		0,04-0,06

Исходные компоненты, входящие в состав композиции, для изготовления теплоизоляционного материала повышенной пожаробезопасности используют, как правило, следующих марок: жидкое стекло - натриевое, содовое с силикатным модулем 2,9-3,0 и плотностью 1300-1350 кг/м³ (ГОСТ 13078-99); феррохромовый шлак саморассыпающийся, удельная поверхность не ниже 220-230 м²/кг Челябинского электрометаллургического комбината; суперпластификатор в виде порошкообразного разжижителя С-3 Владимирского ЖБК (ТУ 5870-034-00369171-02); целлюлозное микроволокно марки BE 600/30 PU фирмы ARBOCEL; гетит (γ-FeOOH) ООО "Спецстройколор", пенообразователь на основе триэтаноламиновой соли алкилсульфатов спиртов с числом атомов углерода 8-10 (25%) и 12-14 (75%) ОАО "Ивхимпром".

Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно увеличение температуры эксплуатации материала без заметной деформации, снижение механической прочности до величины не ниже 800°С и устранение разрушения разогретого до 800°С материала при контакте с водой.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Пример 1.

Композицию приготавливают в роторной мешалке с 6 лопастями на горизонтальном валу, вращающемся со скоростью 120 оборотов в минуту. Вначале перемешивают минеральный отвердитель с порошковым и волокнистым наполнителями. В усредненную массу, не прекращая перемешивания, добавляют жидкое стекло вместе с остальными ингредиентами. Смесь обрабатывают до момента образования однородной массы. Из нее отливают в полимерные формы образцы-кубы с длиной ребра 20 см. После 2-часового твердения на воздухе образцы извлекают из форм и хранят до испытаний 2 суток при температуре 20±2°С при относительной влажности воздуха 80-90%. Контролируемые свойства: средняя плотность; линейная усадка после высушивания при температуре 105±5°С до постоянной массы и после обжига по режиму: скорость нагревания 10°С/мин, 3-часовая выдержка при 800°С и охлаждение вместе с печью; механическая прочность при сжатии после 2-суточного твердения, после высушивания и обжига (медленно охлажденных и водонасыщенных) после резкого охлаждения в воде.

Испытанию подвергали композицию, содержащую составные компоненты, мас.%: 31,95 - жидкое стекло; 59,70 - феррохромовый шлак; 8,50 - микропорошок из боя силикатного кирпича; 0,33 - целлюлозное микроволокно; 0,30 - суперпластификатор; 0,06 - пенообразователь; 1,20 - гетит.

Пример 2.

По методике, описанной в примере 1, испытывали композицию, содержащую составные компоненты, мас.%: 31,03 - жидкое стекло; 58,00 - феррохромовый шлак; 7,50 - микропорошок из боя силикатного кирпича; 0,21 - целлюлозное микроволокно; 0,10 - суперпластификатор; 0,04 - пенообразователь; 1,08 - гетит.

Пример 3.

По методике, описанной в примере 1, испытывали композицию, содержащую составные компоненты, мас.%: 31,49 - жидкое стекло; 58,85 - феррохромовый шлак; 8,00 - микропорошок из боя силикатного кирпича; 0,27 - целлюлозное микроволокно; 0,20 - суперпластификатор; 0,05 - пенообразователь; 1,14 - гетит.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица
№ примеров	Плотность с формовочной влажностью, кг/м3	Предел прочности при сжатии после 2 суток твердения, МПа	Усадка, %	Предел прочности при сжатии (МПа) обожженных при 800°С образцов после:
После сушки при 100°С	После обжига при 800°С
охлаждения водой в водонасыщенном состоянии	охлаждения вместе с печью
1	384	6,2	0,13	0,24	5,2	7,7
2	457	6,7	0,07	0,11	6,9	8,3
3	429	6,6	0,08	0,12	6,5	8,1
Аналог	1180	1,8	4,80	5,80	9,1	4,4
Прототип	512	7,2	0,19	Оплавился	-	-

Из таблицы видно, что в заявляемом интервале значений содержания компонентов в композиции поставленная задача достигается: теплоизоляционный материал не изменяется при нагревании до 800°С и не разрушается при медленном остывании на воздухе и при резком охлаждении водой.

К достоинствам предлагаемой композиции можно отнести также низкую величину усадки при сушке и высокотемпературном нагревании и устойчивость к трещинообразованию.

Композиция для изготовления теплоизоляционного материала, включающая жидкое стекло, феррохромовый шлак, пенообразователь, порошковый и волокнистый наполнители, отличающаяся тем, что дополнительно содержит суперпластификатор в виде порошкообразного разжижителя С-3 Владимирского ЖБК и гетит, а в качестве пенообразователя, порошкового и волокнистого наполнителей, соответственно, триэтаноламиновой соли алкилсульфатов спиртов с числом атомов углерода 8-10 (25%) и 12-14 (75%), измельченный до удельной поверхности 1800-2000 м²/кг бой силикатного кирпича и целлюлозное микроволокно марки BE 600/30 PU фирмы "ARBOCEL" при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло	31,03-31,95
феррохромовый шлак	58,00-59,70
микропорошок из боя силикатного кирпича	7,50-8,50
целлюлозное микроволокно	0,21-0,33
гетит	1,08-1,20
суперпластификатор	0,10-0,30
пенообразователь	0,04-0,06