Вогнетривка бетонна суміш

Вогнетривка бетонна суміш, що містить рідке скло, тонкомелений алюмосилікатний наповнювач, отверджувач і алюмосилікатні заповнювачі, яка відрізняється тим, що вона містить як отверджу вач вогнетривку глину, попередньо випалену при 600-800°С, як рідке скло - водний розчин силікату натрію із силікатним модулем 1,0- 1,5 при такому співвідношенні компонентів у % маси рідке скло із силікатним модулем 1,0-1, 5 і густиною 1,3-1,4 г/см3 (у перерахунку на суху речовину) 3-9 тонкомелена вогнетривка глина, попередньо випалена при температурі 600-800°С 5-15 тонкомелений алюмосилікатний наповнювач 5-15 алюмосилікатні заповнювачі фракції 0,16-20 мм решта Винахід відноситься до алюмосилікатних бетонів на основі рідкого скла і може бути використаний для виготовлення дрібноштучних безвипалювальних вогнетривів, великорозмірних збірних і монолітних футеровок теплових агрегатів ВІДОМІ бетонні суміші, що містять рідке скло, тонкомелений алюмосилікатний наповнювач, отверджувач рідкого скла і алюмосилікатний заповнювач Як отверджувач рідкого скла використовується кремнефгорид натрію або тонкодисперсні металургійні шлаки, наприклад ферохромовий [1,2] Проте ці отверджувачі є активними плавнями відносно алюмосилікатних складових бетону і знижують його вогнетривкість Ближче до винаходу за технічною сутністю і досяжним результатом є бетонна суміш, що містить рідке скло, тонкомелений алюмосилікатний наповнювач - дистен-силіманітовий концентрат, отверджувач рідкого скла - глиноземистий цемент і шамотні заповнювачі фракції 0,14-20 мм [3] Вадою цієї бетонної суміші є те, що глиноземистий цемент містить 35-45% СаО і 5-15% РегОз - плавні, які знижують вогнетривкість і температуру деформації алюмосилікатних бетонів під навантаженням Мета винаходу - підвищення вогнетривкості і температури деформації алюмосилікатного бетону під навантаженням за рахунок використання отверджувача рідкого скла, що не є плав нем відносно алюмосилікатних наповнювача і заповнювачів Досягається це тим, що бетонна суміш містить рідке скло, тонкомелений алюмосилікатний наповнювач, отверджувач і алюмосилікатні заповнювачі, згідно винаходу містить як отверджувач тонкомелену вогнетривку глину, попередньо випалену при температурі 600-800°С, а як рідке скло - водний розчин силікату натрію із силікатним модулем Ms=l,0-1,5 при такому співвідношенні компонентів у % маси рідке скло із силікатним моду3 лем 1,0-1,5 і густиною 1,3-1,4 г/ см (у перерахунку на суху речовину) 3-9, тонкомелена вогнетривка глина, попередньо випалена при температурі 600-800°С 5-15, тонкомелений алюмосилікатний наповнювач 5-15, алюмосилікатні заповнювачі фракції 0,16-20 мм решта Як отверджувач повинна використовуватися глина з максимальним вмістом АЬОз, тому, що при температурі 600-800°С відбувається дегідратація каолініту глини з утворенням аморфізованих АЬОз і S1O2 Ці ОКСИДИ стають добре розчинними у високолужному рідкому склі У результаті взаємодії аморфних АЬОз і S1O2 із гідросилікатом натрію утворюється пдронефелін, що має в'яжучі властивості ю 00 со 43748 кова, але знижувати силікатний модуль нижче 1,5 нераціонально, тому що збільшується добавка в бетон плавня - Na2O У запропонованих композиціях бетонні суміші містять 1,2-3,6% Na2O за масою При вмісті АІ2Оз у межах 28-40% це знижує вогнетривкість бетонів на 10-65°С Зниження вогнетривкості в результаті додавання Na2O може бути компенсоване за рахунок збільшення вмісту АІ2Оз Повне відновлення вогнетривкості алюмосилікатів відбувається при введенні в бетон додатково 2-3% АІ2Оз на кожні 1% Na2O При цьому оптимальними є композиції, в яких вогнетривкість в'яжучого (силікат натрію + випалена глина + алюмосилікатний наповнювач) дорівнює вогнетривкості заповнювача Викладене підтверджується випробуванням бетонів, склади і показники термомеханічних властивостей яких наведені втабл 1 і 2 Na2O • (1,0-1,5)SiO2 • nH2O+ AI2O3+(0,5-1,0) SiO2 -» -» Na2O • AI2O3 • 2SiO2 • nH2O При температурі нижче 600°С йде часткове розкладання каолшггу на аморфні АІ2Оз і SiO2 і випалена глина малоактивна до гідросилікату натрію Вище 800°С аморфні АІ2Оз і SiO2 реагують між собою, їхня розчинність у високолужному рідкому склі різко зменшується і випалена глина стає знову малоактивною При силікатному модулі вище 1,5 розчинність у рідкому склі аморфних АІ2Оз і SiO2 глини, випаленої при 600-800°С, зменшується При силікатному модулі 2 запропоновані композиції при звичайній температурі не твердіють Активність глини, випаленої при 600-800°С, відносно рідкого скла із силікатним модулем 1-1,5 приблизно одна Таблиця 1 Склади бетонів Витрата компонентів, % маси, для складів, що Найменування компонентів відомі пропонуються 1 2 Рідке скло з Ms=3,0 у перерахунку на суху речовину* 6(18) 6(18) Рідке скло з Ms=1,5 у перерахунку на суху речовину 9 Вогнетривка глина, випалена при 700°С Тонкомелений шамот Тонкомелений глинозем Шамотний заповнювач фр 0,16-5 мм Шамотний заповнювач фр 5-20 мм 7 8 9 6 6 3 6 6 6 15 12 5 12 12 12 12 5 12 15 12 12 12 13,8(12) 12 13,8(12) 31,2(28) Глиноземистий цемент 6 6,9(6) Тонкомелений дистен-силіманітовий концентрат 3 4 5 6,9(6) 31,2(28) 25 25 77 70 70 70 70 41,2(36) 41,2(36) 46 45 Примітка: *для складів 1 і 2 у дужках зазначена витрата компонентів за прототипом, із розрахунком скла в рідкому стані Таблиця 2 Термомеханічні властивості бетонів Найменування властивостей Номери складів за табл. 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 16,5 13,9 17,1 13,2 7,5 22,1 0,4 20,6 26,4 27,0 23,5 24,5 21,6 14,6 34,4 28,6 32,8 39,4 13501370 14701490 15501570 16101630 1710 16101630 1630 1670 17501770 Границя МІЦНОСТІ при стиску, МПа, після 28 діб нормального твердіння 28 діб нормального твердіння і висушування при 105-110°С Вогнетривкість, °С в'яжучого 43748 Продовження табл 2 Найменування властивостей Номери складів за табл. 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1650 1670 1690 1710 1730 1710 1710 1730 17501770 1240 1275 1300 бетону 1260 1300 1330 1290 1350 1400 1360 1410 1470 1405 1450 1530 1365 1420 1490 1370 1430 1500 1395 1445 1520 1430 1495 1550 Температура деформації під навантаженням 0,196 МПа, °С початок 4% 40% Для готування бетонів застосовувалися такі матеріали рідке натрієве скло із силікатним модулем 3,0, ГОСТ 13078, розчин гідроксиду натрію технічного, ГОСТ 2263, вогнетривка глина, випалена при 700°С протягом 2-4 годин, із вмістом АЬОз 40,2% на прожарену речовину і вогнетривкістю 1750-1770°С, шамот з вмістом АЬОз 40,2%, вогнетривкістю 1750-1770°С, порошок дистен-силіманітового концентрату (ТУ 48-4-307) з вмістом АІ2О3 59,4%, дисперсністю, що відповідає проходу крізь сито 0,08 мм 98-99% матеріалу, глиноземистий цемент (ГОСТ 969) активністю 45,0 МПа, глинозем технічний марки Г-00 (ГОСТ 6912) із вмістом АЬОз 98,5%, дисперсністю, що відповідає проходу крізь сито 0,08 мм 86% матеріалу Тонкомелені шамот і випалена глина мали дисперсність, що відповідає їхньому проходу крізь сито 0,08 мм у КІЛЬКОСТІ 90-95% Рідке скло із силікатним модулем 1,5 готувалося змішуванням ВІДПОВІДНИХ кількостей рідкого скла із силікатним модулем 3,0 і розчину гідроксиду натрію Границя МІЦНОСТІ при стиску бетонів складів 1-4 визначалася на зразках-кубах із ребром 7 см, виготовлених методом віброформування Для вивчення МІЦНОСТІ бетонів інших складів при тиску ЗО МПа пресувалися зразки-циліндри діаметром і висотою 5 см Бетонні суміші складів 1, 2, 4 замішувались рідким склом густиною 1,35 г/см3 Для суміші складу №5 використовувалось півторамодульне рідке скло густиною 1,30 г/см3, ІНШІ склади замішувались рідким склом густиною 1,4 г/см3 Після формування бетони тверділи в камері нормального твердіння (відносна вологість повітря близько 100%, температура 20±2°С) і просушувалися в сушильній шафі до постійної маси при температурі 105-110°С Визначення границі МІЦНОСТІ, вогнетривкості і температури деформації бетонів під навантаженням проводилися за стандартними методиками Перед випробуванням на температуру деформації під навантаженням зразки попередньо протягом 4 годин випалювались при температурі 1350°С Результати випробування, наведені в таблиці 2, показують, що в результаті нижчого вмісту плавнів у запропонованих композиціях вогнетривкість в'яжучих у бетонах збільшується в порівнянні з відомими складами на 60-400°С За рахунок додаткового введення в запропоновані композиції АЬОз у складі наповнювачів можна одержувати в'яжучі, вогнетривкість яких дорівнює вогнетривкості заповнювачів Це дає можливість максимально використовувати вогневі властивості заповнювачів і, у порівнянні з відомими композиціями, підвищити на 20-100°С вогнетривкість і на 30190°С температуру деформації алюмосилікатних бетонів під навантаженням Збільшення вогнетривкості і температури деформації під навантаженням дозволить підвищити ДОВГОВІЧНІСТЬ і граничну температуру застосування алюмосилікатних бетонів Література 1 Тарасова А П Жаростойкие вяжущие на жидком стекле и бетоны на их основе - М Стройиздат, 1982 - 132 с 2 А с 590291 (СССР) Бетонная смесь / А П Тарасова, Н В Скобелева, К Д Некрасов -Опубликовано в Б И , 1978, №4 3 А с 1335548 (СССР) Бетонная смесь / В М Прядко, В П Алмазов - Опубликовано в Б И , 1987, №33 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3