Жаростійке в’яжуче

Даний винахід відноситься до області хімії і може бути застосований у промисловості будівельних матеріалів для отримання жаростійких бетонів та виробів на їх основі. Найбільш близьким до даного винаходу по технічній суті та ефекту, що досягається, є в'яжуче, яке містить нефеліновий шлам, рідке скло та тонкомелений шамот при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Нефеліновий шлам 10-20 Тонкомелений шамот 40 - 50 Розчин рідкого скла (b=1400 кг/м3, Мс - 2,8) 30 - 50 Недоліком даного технічного рішення ε низька термостійкість у поєднанні з нестабільністю змінення термомеханічних характеристик штучного каменя. Задача винаходу - стабілізація міцностних І деформативних характеристик та підвищення термостійкості отриманого штучного каменя. Поставлена задача може бути досягнута, якщо жаростійке в'яжуче, що включає b-C2S вміщуючий компонент, розчинне скло та алюмосилікатну домішку, як b-С2S вміщуючий компонент включає техногенну речовину, вибрану з групи: нефеліновий шлам, сталеплавильний шлак, як розчинне скло - натрієве розчинне скло з силікатним модулем Мс = 1 - 2, як алюмосилікатну домішку - невипалену та випалену при Τ -=700-750°С цеолітну породу, представлену мінералами групи морденіту та гейландіту при такому співвідношенні компонентів, мас. %: b-C2S вміщуючий компонент, який включає техногенну речовину, вибрану з групи: Необхідність дотримання заявленого співвідношення між розчинними та нерозчинними алюмінатними фазами нефелінового шламу та вмістом невипаленої та випаленої цеолітних порід обумовлена необхідністю утворення сприятливих умов для направленого синтезу цеолітоподібних новоутворень змінного хімікомінералогічного складу з різним ступенем впорядкування структури. За даними фізико-хімічних досліджень, у складі продуктів гідратації в'яжучого (в присутності низькомодульного розчинного скла) відбувається формування поряд з низькоосновними гідросилікатами кальцію групи тоберморіту - лужних гідроалюмосилікатів змінного складу Na2Ох АІ 2О3 (2 - 4) SiO2*nН2О типу гершелиту або анальциму. Останні обумовлюють утворення каркасної алюмосилікатної структури, яка формується при гідратаційному тверденні І залишається незмінною у процесі термічної обробки внаслідок епітаксійного зрошення утворених безводних фаз. Зазначені новоутворення мають змінний склад, який забезпечує необхідну термостійкість синтезованого штучного каменя. Так, після термічної обробки зразків при Τ = 800°С продукти дегідратації представлені поряд з b-С2S лужними алюмосилікатами змінного складу NагО * АІ 2Озх(2 - 6) SIO2. При підвищенні температури випалення до Τ=1000°С І вище - відмічається зрощення топотаксично дегідратованих новоутворень і формування закономірно повторних каркасних структур. Присутність у складі в'яжучого 5-10 мас. % недегідратованої цеолітної породи сприяє зниженню деструктивних напруг, які мають місце у структурі каменя внаслідок термічної обробки та виведення гідратної води, обумовлюючи тим самим поліпшення деформативних характеристик штучного каменя як до, так І після випалу. Наявність "цеолітових вікон" у структурі випаленого алюмосилікатного каменя визначає ступінь дефектності мікроструктури. Розмір та симетрія їх просторового розміщення включає в себе симетрію просторового розміщення хімічних радикалів, які входять до складу безводних алюмосилікатів. Це призводить до підвищення симетрії структури фаз на агрегативному рівні. При умові впливу теплового поля, яке виникає у процесі експлуатації матеріалу, формується структура штучного каменя з мінімальною анізотропією якостей. Зазначене явище призводить до зниження внутрішньої напруги у структурі композиту, що знижує темп падіння міцності та модуля пружності, і як наслідок, сприяє стабілізаціїміцностних та деформативних характеристик. Технологія виготовлення в'яжучого для жаростійких бетонів подібна до технології виготовлення шлаколужних в'яжуючих. Отримання жаростійкого в'яжучого здійснюють таким чином: цеолітову породу роздрібнюють до розміру фракцій не більш 10 мм, а потім випалюють у печі при температурі Τ = 700 - 750°С з Ізотермічною витримкою протягом 2 годин. Після охолодження Π змішують з нефеліновим шламом, попередньо висушеним до залишкової вологості не більше 1 мас. % та 5 - 10 мас. % невипаленої цеолітної породи. Отриману суміш роздрібнюють у кульовому млині до утворення маси, тонина помелу якої відповідає питомій поверхні Sn = 300 - 320 м /кг. Продукт помелу затворюють виготовленим розчином лужного компоненту - низькомодульного натрієвого розчинного скла (Мс = 1-2, р= 1250 кг/м3). При визначенні міцностних характеристик бетону, одержаного на базі пропонуємого в'яжучого, як дрібний заповнювач використовують річний пісок з МКр. =0,89, а як крупний фракціонований шамот фр. 5 - 10; 5 - 2,5; 2,5-0,63:0,315-0.1. МІцностнІ якості бетону при різних температурах на основі пропонуємого складу в'яжучого визначали на зразках 7x7x7 см відповідно з вимогами СН 156 - 79, термостійкість - за ГОСТ 10910, а де-формативні характеристики - за ГОСТ 24544, 24452. Результати випробуванния бетонів на основі жаростійкого в'яжучого приведені в табл. 3. Аналогічно були виготовлені та випробувані зразки згідно технічних рішень, які прийняті за аналог та прототип. Результати фізико-механічних випробувань також приведені у табл. 3. Технічна ефективність даного винаходу полягає у розробці складів жаростійкого в'яжучого, які забезпечують виготовлення бетонів з підвищенною термостійкістю та стабілізованими у робочому Інтервалі температур (100 - 1000°С) характеристиками міцності та деформативності. Бетони на основі даного складу в'яжучого можуть бути рекомендовані для ремонту та зведення теплових об'єктів з температурою служби до 1000°С.