Кислотостійка рідкоскляна композиція

Кислотостійка рідкоскляна композиція, що включає рідке скло, кремнефтористий натрій, карбамід і кварцовий пісок, яка відрізняється тим, що додатково містить фурфуриловий спирт та діабазову муку при такому співвідношенні компонентів, мас.%: рідке скло 23-27 кремнефтористий натрій 2,8-3,2 карбамід 1,6-2 фурфуриловий спирт 3,8-4,6 діабазова мука 29,1-31,6 кварцовий пісок решта. (19) (21) u201012945 (22) 01.11.2010 (24) 25.06.2011 (46) 25.06.2011, Бюл.№ 12, 2011 р. (72) ШУТЕНКО ЛЕОНІД МИКОЛАЙОВИЧ, ВОЛЮВАЧ СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ЗОЛОТОВ МИХАЙЛО СЕРГІЙОВИЧ, РЕШЕТНЯК ЄВГЕНІЙ СЕРГІЙОВИЧ, ЗОЛОТОВА НІНА МИХАЙЛІВНА, НАУМЕНКО ЮЛІЯ АНДРІЇВНА (73) ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА 3 60482 Між суттєвими ознаками, що заявляються та технічним результатом, який досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок. Відмінною ознакою від прототипу є використання у запропонованій композиції фурфурилового спирту, що дозволяє підвищити її хімічну стійкість і HC HC C теплостійкість, а також межу міцності при стиску та вигині внаслідок утворення полімерного каркасу у мінеральній матриці за рахунок аутоконденсації фурфурилового спирту з утворенням, головним чином, лінійних макромолекул поліфурфурилового спирту: HC CH CH2 4 C C HC CH2 C n O O CH C CH Фурилова смола, яка утворюється на початковій стадії аутоконденсації під впливом каталізатора цього процесу - карбаміду, окрім низькомолекулярного поліфурфурилового спирту містить також олігомерні продукти (димер, тример і тетрамер фурфурилового спирту) та побічні продукти - фурфуриловий ефір, дифурилметан, левулінову кислоту, формальдегід. O Остаточно процес аутоконденсації завершується у кислому середовищі кислототривких будівельних споруд з утворенням присторово зшитого продукту сітчатої і навіть тривимірної структури за рахунок розкриття подвійних зв'язків фуранових ядер: . . . . . . HC C C HC CH ... CH2 C C CH2 CH C C C C HC CH CH2 C C HC CH O O Відмінною ознакою від прототипу є також використання у запропонованій композиції діабазової муки, яка є не тільки кислототривким наповнювачем (кислотостійкість діабазу складає 97-98%), але також виконує роль активного наповнювача, оскільки містить у своєму складі 11-13% Аl2О3, ... CH2O O O HC . . . HC CH O ... CH2OH. CH2 CH C C . . . CH2O ... n O який є латентним каталізатором аутоконденсації фурфурилового спирту. Склад запропонованої композиції наведено у табл. 1, а аналіз властивості різних складів запропонованої композиції у порівнянні з властивостями відомої композиції наведено в табл. 2. Таблиця 1 Найменування компонентів Рідке скло натрієве (ГОСТ 13078-81) Кремнефтористий натрій (ТУ 6-09-1461-76) Карбамід технічний (ГОСТ 2081-63) Фурфуриловий спирт (ОСТ 59.02.004.22-83) Діабазова мука (ТУ 21-30-18-68) Кислототривкий кварцовий пісок Вміст компонентів у складі композиції, мас.% 1 2 3 27 25 23 3,2 3 2,8 2 1,8 1,6 4,6 4,2 3,8 29,1 30,4 31,6 34,1 35,6 37,2 5 60482 6 Таблиця 2 Показники для складу композиції що пропонується відомої* 1 2 3 Властивості Межа міцності, МПа, після 28 діб - при стиску - при вигині Коефіцієнт теплостійкості Кст (після 100 циклів теплозмін): - при стиску - при вигині Втрата маси при іспиті на теплостійкість (після 100 циклів теплозмін), % Проникність у 20%-му розчину H2SO4, мм після 15 діб після 30 діб 35,3 12,2 34,5 11,7 33,7 11,4 32,4 10,8 0,98 0,97 2,4 0,97 0,96 2,7 0,96 0,95 2,9 0,95 0,94 3,3 2 4 2,5 5 3 6 4 7 Примітка: * Взято середні значення показників відомої композиції. Як видно з даних табл. 2, проникність у 20 %му розчині сірчаної кислоти у запропонованої композиції після 15 діб витримки на 25-50% менше, ніж у відомої композиції, а після 30 діб витримки на 14-43 % менше, ніж у відомої композиції, що свідчить про більшу хімічну стійкість запропонованої композиції. Термогравіметричні дослідження показали, що втрата маси після 100 циклів теплозмін у запропонованої композиції на 19-27 % менше, ніж у відомої композиції, що свідчить про підвищення теплостійкості запропонованої композиції. Цикл теплозмін здійснювали наступним чином. Зразки композицій, які досягли 28 добового віку нагрівали у сушильній шафі при 120 °С протягом 4 годин, після чого занурили у воду на 4 години, а потім протягом 16 годин тримали на повітрі. Межа міцності при стиску у запропонованої композиції на 49 % більше, ніж у відомої композиції, а межа міцності при вигині у запропонованої композиції на 613 % більше, ніж у відомої композиції. Коефіцієнти теплостійкості у запропонованої композиції декілька вище, ніж у відомої композиції. Прикладом конкретного виконання запропонованого технічного рішення є наступна технологія виготовлення складів 1-3 (табл. 1) запропонованої композиції. Рідке натрієве скло з силікатним модулем 2,81 3 (густина 1,59г/см ), яке попередньо розведене до 3 густини розчину 1,4 г/см , змішують з кремнефто Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко ристим натрієм. Окремо змішують фурфуриловий спирт з карбамідом для утворення фурилової смоли, яка має вигляд темної глеюватої рідини (в'язкість 12000-20000 спз) і витримує тривале зберігання. Остаточно вона затверджується у присутності кислих агентів. Потім рідкоскляну суміш ретельно змішують з фуриловою смолою і додають при перемішуванні наповнювач - діабазову муку та кислотривкий кварцовий пісок. В якості останнього використовують, наприклад, кварцовий пісок Новоселівського кар'єроуправління (Харківська область), який містить 70 % молотого піску з 2 питомою поверхнею 1500 см /г та 30 % немолотого піску. З одержаної суміші роблять зразки 4416 см для дослідження фізико-механічних, теплофізичних і технологічних характеристик. Таким чином, запропонована кислотостійка рідкоскляна композиція забезпечує підвищення хімічної стійкості і теплостійкості, а також межі міцності при стиску та вигині, що приводить до збільшення довговічності та надійності кислототривких будівельних конструкцій, наприклад, дахів скруберів виробництва штучного волокна, підлог целюлозно-паперових виробництв, промислових майданчиків помпування кислот та розчинів кислих солей, естакад і резервуарів. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601