Огнеупорная бетонная смесь

Огнеупорная бетонная смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 16. 07. 79 (21) 2799124/29-33 (51) bA KB. с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

С 04 В 29/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0781, Бюллетень М 26 (53) УДК 666. 762 (088.8) Дата опубликования описания 150781

В.Н.Колотушкин, Т.Б,Рассыпнова, Ю.Г.Ду и И.A.Ãoëóáeâà (72) ABTOpbt изобретения (71) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ

Изобретение относится к составам жаростойких смесей (растворов, бетонов), предназначенных для устройства жаростойких покрытий полов, спецплощадок и производства строительных изделий (плит, блоков) и конструкций, подвергающихся в процессе эксплуата-ции периодическим воздействиям тепловых потоков и разогреву до 800100ООС.

Известна сырьевая смесь для производства легкого жаростойкого бетона (11, включающая, вес.Ъ:

Фосфатное связующее 10-16

Каолин 12-24

Шамот 20-40

Стальное волокно 1- 3

Поверхностноактивное вещество (ПАВ) 0,1-0,4

Керамзитовый гравий Остальное

Недостатком данной сырьевой смеси является высокая температура отверждения (выше 300оС), неудовлетворительная прочность при сжатии и некоторые другие характеристики.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорная ЗО смесь для приготовления жаростойкого бетона, содержащая, вес.Ъ:

Фосфатное связующее 8-14

Обожженная окись железа 8-14

Отходы медно-никелевого производства 72-84..

Растворы и бетоны, приготовленные из указанной огнеупорной смеси, отверждаются при 15-20ОС и имеют в затвердевшем состоянии достаточно высокие плотность и прочность при сжатии (21.

Недостатком данного состава является его низкая прочность при изгибе и ударная вязкость, а также недостаточно высокая термическая стойкость.

Цель изобретения — повышение прочности при изгибе, ударной вязкости и термостойкости составов жаростойкого бетона.

Цель достигается тем, что огнеупорная бетонная смесь, включающая ортофосфорную кислоту, окись железа и отходы медно-никелевого производства, дополнительно содержит. стальные волокна диаметром 0,2-0,4 мм и длиной 5-25 мм и тонкодисперсную золу-укос ТЭС при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:846531

:золы-уноса и 65 вес.% отходов медноникелевого производства. В получен65 ную массу при перемешивании в течеОртофосфорная кислота 10-20

Окись железа 10-20

Стальное волокно 3- 5

Зола-унос ТЭС 5-10

Отходы медно-никелевого производства Остальное.

В качестве фосфатного связующего могут быть использованы термические или экстракционные ортофосфорные кислоты различной плотности, а также некоторые водные рестворы их солей.

Окись железа представляет собой. тонкодисперсный порошок Fe> 0>,просеянный через сито с сеткой Р 002 и высушенный до влажности не более

1,0-1,5%.

Отходы медно-никелевого производства представляют собой мелкозернисто-пылевидные (фр. 0,14 мм) и щебеночно-песчаные (фр .25-5 и 5-0,14 мм) смеси, получаемые в результате дробления отвальных и гранулированных шлаков.

Химический состав данных смесей приведен в табл.1.

Металлические волокна представляют собой рубленные куски стальной .проволоки диаметром 0,2-0,4 мм и длиной 25-5 мм, предварительно обез-. жиренные в растворе каустической соды °

Используемая для приготовления жаростойкой смеси зола-унос представляет собой тонкодисперсный порошок, предварительно просеянный через сито с сеткой М 008 и просушенный до. влажности 1,0-1,5%. Химический состав эолы приведен в табл.2.

При взаимодействии окиси железа с ортофосфорной кислотой образуются нормальные и кислые фосфаты железа, обладающие вязущими свойствами, твердеющие при комнатной температуре и имеющие температуру размягчения выше

1000оС. Образовавшаяся в результате перемешивания и химического взаимодействия коллоидно-цементная смесь . фосфатов железа обладает хорошими когеэионно-адгезионными свойствами, реакционной способностью и технологическими характеристиками, что определяет ее как эффективную связку при приготовлении различных видов жаростойких растворов и бетонов.

Введение в смесь окиси железа и ортофосфорной кислоты высокопрочного (R = 100 NTIa) и огнестойкого шлакового заполнителя в виде мелкозернисто-вылевидных и щебеночно-песчаных смесей фракций:с0,14, 25-5 мм и 5,-0,14 мм позволяет создавать монолитную и жесткую структуру материала, устойчивую к механическим и высокотемпературным воздействиям, в которой в результате процессов химического взаимодействия кристаллического твврдения и адгезионного скле5

15 ивания крупные зерна шлака сцементированы прочными пленками простых и сложных фосфатов железа и других металлов, образовавшихся в результате взаимодействия ортофосфорной кислоты и фосфатов железа с активными окислами А!, Fe, Са и Hg, присутствующих в эйачительных количествах в отвальном и гранулированном шлаках.

Использование в предлагаемой жаростойкой смеси металлических волокон в виде отдельных кусков рубленной стальной проволоки диаметром 0,20,4 мм и длиной 25-5 мм, дисперсно распределенной в ее объеме и выполняющей роль арматуры, позволяет значительно повысить прочность при изгибе, ударную вязкость и термическую стойкость жаростойких растворов и бетонов за счет тесного переплетения кристаллических сростков цементного камня и зерен шлака с металлическими волокнами и их совместного сцепления цементирующими пленками фосфатов.

Введение в жаростойкую смесь тонкодисперсного зольного заполнителя, характеризующегося достаточно высоким содержанием окислов А! и Fe содержащего некоторую часть аморфного

S i О, имеющего высокую теплопроводность, позволяет еще в большей степени уплотнить и упрочнить структуру жаростойкого материала за счет образования дополнительного количества фосфатной связки, его взаимбдействия с зернами шлака и уменьшения общей пористости, увеличение его температуры и теплопроводности, что обеспечивает равномерный нагрев всех слоев материала, снижение температурных напряжений, градиента и т.д., что в конечном итоге обусловливает высокую термическую стойкость жаростойких бетонов и растворов.

Примеры составов и способы приготовления жаростойкой смеси, H p и м е р 1. Пути совместного перемешивания в смесителе в течение

3-5 мин приготавливают жидкую смесь, содержащую 10 вес.% фосфатного связующего и 10 вес.% порошка окиси железа. Затем в смесь вводят 5 вес.% золы-уноса и 50 вес.% отходов медноникелевого производства. В полУченную массу при перемешивании в течение 5-7 мин вводят 3 вес.% металлических волокон. Готовую жаростойкую смесь выгружают из смесителя и уплотняют методом прессования или набивки.

Пример 2. Путем совместного перемешивания в смесителе в течение

3-5 мин приготавливают жидкую смесь, содержащую 15 вес.% фосфатного связующего и 15 вес.% порошка окиси желеэа. Затем в смесь вводят 7,5 вес.%

846531

Таблица 1

Химический состав, вес.Ъ

Вид шлака

S i О А1> О> Fe>0> Са0 И90 ИпО SO> S Fe0

Отвальный

47,0 6,5 22,0 5,0 15,0

Гранулированный 44,2 11,4 4,8 2,5 18,7 0,18 1,0 0,1 17,2

Таблица 2

Материал

Химический состав, вес.5

S i О Al<0> Fe О> СаО MgO SO> К О+Ма О и п п, 41,7 33,5 15,0 5,0 1,3 — 2,9.

Золаунос ние 5-7 мин вводят 4 вес.В металлических волокон. Готовую жаростойкую смесь выгружают из смесителя и уплотняют методом набивки или вибрирова" ния.

Il р и м е р 3. Путем совместноГо перемешивания в смесителе в течение

3-5 мин приготавливают жидкую смесь., содержащую 20 вес.Ъ фосфатного связующего и 20 вес.В порошка окиси железа. Затем в смесь вводят 10 вес.Ъ золы-уноса и 70 вес.Ъ отходов медноникелевого производства. В полученную при перемешивании в течение 5-7 мин, вводят 5 вес.Ъ металлических волокон.

Готовую жаростойкую смесь выгружают из смесителя и уплотняют методом вибрирования.

Из предлагаемой жаростойкой смеси составы которой приведены в примерах

1-3, а также из состава жаростойкой сырьевой смеси, являющейся ближайшим аналогом данного изобретения, приготовлены образцы, результаты испытания которых приведены в табл.3.

Как следует из результатов испытаний, образцы жаростойкого бетона изготовленные из смесей, содержащих в своем составе стальные волокна и золу-унос, имеют прочностные показатели и термическую стойкость значительно -большие, чем у образцов,приготовленных из смеси только на основе фосфатного связующего, окиси железа и отходов медно-никелевого производства. Предел прочности при изгибе увеличивается в 2 раза, удельная ударная. вязкость в 2-2,5 раза и термическая стойкость в 1,8-2 раза, Разработанный состав жаростойкой смеси может быть использован для приготовления растворов и бетонов, предназначенных для устройства жаростойких покрытий полов и спецплощадок и производства строительных изделий (плитки .блоков), конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации периодическим воздействиям тепловых потоков и разогреву до 800-1000 С.

846531

Т а б л и ц а 3

Характеристики образцов

Примеры составов жаростойких сме сей ермическая стойость,- водные еплосмены,(нарев до 800 и охаждение в воде с

20оС) Предел прочности Удельная ударна растяжения при вязкость, кгс/c изгибе R МПа

17

20

16,5

8,5

По заявке

9 2512190 8-9

2-3

10-12

Формула изобретения

10-20

10-20

3- 5

5-10

Составитель О.Моторина

Редактор М.Хома Техред М.Голинка . Корректор Л.Иван

Заказ 5361/34 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Огнеупорная бетонная смесь, включающая ортофосфорную кислоту, окись железа и отходы медно-никелевого производства, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности при изгибе, ударной вязкости и термической стойкости, она дополнительно содержит стальные волокна диаметром

0,2-0,4 мм и тонкодисперсную золуунос ТЭС при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Ортофосфорная кислота

Окись железа

Стальное волокно

Зола-унос ТЭС

Отходы медно-никелевого производства Остальное

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 619466, кл. С 04 В 29/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2512190/29-33, кл. С 04 В 29/02, 1978.