Шихта для виготовлення високовогнетривкого бетону

Шихта для виготовлення високовогнетривкого бетону, що включає зернистий електрокорунд, оксид хрому, тонкодисперсний глиноземовмісний компонент і гідравлічне в'яжуче, яка відрізняється тим, що як тонкодисперсний глиноземовмісний компонент вона містить глиноземи: з масовою часткою α-Al2O3 не менше 95 % і розміром часток 0,9-1,3 мкм; з масовою часткою α-Al2O3 не менше 85 % і розміром часток 4-10 мкм; з масовою часткою α-Al2O3 не менше 80 % і розміром часток менше 5 мкм, модифіковані поліелектролітом, в співвідношенні від 0,4:0,1:1 до 1:0,2:1, а як гідравлічне в'яжуче - суміш високоглиноземистого цементу з тонкодисперсним глиноземом з масовою часткою α-Al2O3 не менше 85 % і розміром часток 4-10 мкм у співвідношенні від 0,6:0,3 до 0,9:1, при такому вмісті компонентів, мас. %: зернистий електрокорунд 69-72 глиноземи: з масовою часткою α-Al2O3 не менше 95 % і розміром часток 0,9-1,3 мкм; з масовою часткою α-Al2O3 не менше 85 % і розміром часток 4-10 мкм; з масовою часткою α-Al2O3 не менше 80 % і розміром часток менше 5 мкм, модифіковані поліелектролітом, в співвідношенні від 0,4:0,1:1 до 1:0,2:1 12-17 суміш високоглиноземистого цементу з тонкодисперсним глиноземом з масовою часткою α-Al2O3 не менше 85 % і розміром часток 4-10 мкм у співвідношенні від 0,6:0,3 до 0,9:1 7-15 оксид хрому 1-7. (19) UA (21) a200500036 (22) 04.01.2005 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. № 12, 2006 р. (72) Шулик Ірина Германівна, Гальченко Тетяна Георгіївна, Шляхова Тамара Михайлівна (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ВОГНЕТРИВІВ ІМЕНІ А.С.БЕРЕЖНОГО" (56) UA 12173, C2, 25.12.1996 UA 73582, C, 15.08.2005 (по з. 2003010098, опубл. 15.07.2004) UA 71037, C2, 15.11.2004 UA 71042, C2, 15.11.2004 UA 27860, C2, 16.10.2000 UA 18839, C1, 25.12.1997 SU 1209664, A, 07.02.1986 SU 844603, 07.07.1981 RU 2170717, C1, 20.07.2001 US 4366258, A1, 28.12.1982 JP 2000264685, 26.09.2000 US 6080234, A, 27.06.2000 US 5362692, A, 08.11.1994 Дорис Ван Гарселл, Аксельрод Л.М. Низкоцементные огнеупорные бетоны: материал и опыт применения. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2001. - №1. С. 67-72. SU 1715772 (UA 12173) SU 1178736, A, 15.09.1985 SU 1778093, A1, 30.11.1992 RU 2142442, C1, 10.12.1999 RU 2140407, C1, 27.10.1999 US 4294618, 13.10.1981 C2 2 (11) 1 3 хрому 1,0-5,0; тонкодисперсний глиноземмісткий компонент 5,0-19,0; і гідравлічне в'яжуче, 11,0-16,0 [А.С. №21209664, МПК СО4 В 35/10, 86 p.]. У даному технічному рішенні хоча і створюється можливість виготовлення достатньо міцних виробів (87,0 МПа), проте значення вогнетривкості недостатньо високі (1980°С). В основу винаходу поставлена задача створення шихти для виготовлення високовогнетривких бетонів в якому застосування глиноземів з масовою долею -Аl2О3 не менше 95% і розміром часток 0,9-1,3мкм, з масовою долею -Аl2О3 не менше 85% з розміром часток 4-10мкм і з масовою долею -Аl2О3 не менше 80% і розміром часток менше 5мкм, модифікованих поліелектролітом, у співвідношенні від 0,4:0,1:1 до 1:0,2:1 і суміші високоглиноземистого цементу з тонкодисперсним глиноземом з масовою долею -Аl2О3 не менше 85% і розміром часток 4-10мкм у співвідношенні від 0,6:0,3 до 0,9:1 забезпечує підвищення міцності та вогнетривкості, що у свою чергу, приводить до підвищення максимальної температури служби агрегатів. Поставлена задача вирішується тим, що: Шихта для виготовлення високовогнетривких бетонів, яка включає зернистий електрокорунд, оксид хрому, тонкодисперсний глиноземмісткий компонент і гідравлічне в'яжуче, згідно винаходу, в якості тонкодисперсного глиноземмісткого компоненту, вона містить глиноземи з масовою долею Аl2О3 не менше 95% і розміром часток 0,9-1,3 мкм, з масовою долею -Аl2О3 не менше 85% з розміром часток 4-10 мкм і з масовою долею -Аl2О3 не менше 80% і розміром часток менше 5 мкм, модифікованих поліелектролітом, в співвідношенні від 0,4:0,1:1 до 1:0,2:1 а в якості гідравлічного в'яжучого - суміш високоглиноземистого цементу з тонкодисперсн іим глиноземом з масовою долею Аl2О3 не менше 85% і розміром часток 4-10мкм в співвідношенні від 0,6:0,3 до 0,9:1 при наступному вмісті компонентів, мас. %: зернистий електрокорунд 69,0-72,0 глиноземи з масовою долею -Аl2О3 не менше 95% і розміром часток 0,9-1,3 мкм, з масовою долею -Аl2О3 не менше 85% і з розміром часток 4 -10 мкм і з масової долею Аl2О3 не менше 80% 12,0-17,0 і розміром часток менше 5мкм, модифікованих поліелектролітом у співвідношенні від 0,4:0,1:1 до 1:0,2:1 суміш високоглиноземистого цементу з тонко дисперсним глиноземом з масовою долею 7,0-15,0 -Аl2О3 не менше 1,0-7,0 77552 4 85% і розміром часток 4-10мкм у співвідношенні від 0,6:0,3 до 0,9:1 оксид хрому Особливістю запропонованої шихти для виготовлення високовогнетривких бетонів є те, що використання глиноземів з масовою долею -Аl2О3 не менше 95% і розміром часток 0,9-1,3 мкм , з масовою долею -Аl2О3 не менше 85% із розміром часток 4-10мкм і з масовою долею -Аl2О3 не менше 80% і розміром часток менше 5 мкм, модифікованих поліелектролітом, у співвідношенні від 0,4:0,1:1 до 1:0,2:1 і суміші високоглиноземистого цементу з тонкодисперсним глиноземом з масової долею -Аl2О3 не менше 85% і розміром часток 410мкм у співвідношенні від 0,6:0,3 до 0,9:1 забезпечує підвищення вогнетривкості до 2050°С, а, отже, підвищення температури його служби на 70°С, а також збільшення межі міцності при стисненні як невипалюваного бетону після твердіння у вологих умовах, так і випалюваного при температурі 1750°С. Це зміцнення структури бетону обумовлено досягненням оптимального упакування часток, особливо дрібних, і підвищенням активності до спікання, утворенням у тонкодисперсній зв'язувальній частиш бетону твердих розчинів оксиду хрому в корунді ( -Аl2О3) і оксиду хрому в гексаалюмінаті кальцію, (який є високотемпературною кристалічною фазою, в яку під впливом високих температур перетворюються моно - і діалюмінати кальцію - основні мінеральні фази, які складають високоглиноземистий цемент), і формування міцних зв'язків тонкодисперсної зв'язки з зернистим заповнювачем. При цьому у зразків бетону формується дрібнопориста структура (максимальний розмір пор - 80мкм, переважаючий - 10-60мкм), а пори, які зосереджені, в основному, в тонкодисперсній зв'язці, більш рівномірно розташовуються в ній. У лабораторії ВАТ "УкрНДІВ імені А.С. Бережного" були виготовлені натурні зразки високовогнетривкого бетону за запропонованим винаходом і прототипом за традиційною технологією, яка прийнята у вогнетривкій промисловості при виготовленні зернистих вогнетривких виробів. Запропонований винахід ілюструється прикладами, які приведені в таблиці. Аналіз даних, які приведені в таблиці, свідчить про те, що високовогнетривкий бетон, виготовлений із шихти запропонованого складу, в порівнянні з прототипом, характеризується більшою межею міцності при стисненні в ~9 разів у невипалювальних зразків бетону (після твердіння у вологих умовах протягом 7 діб) і в ~1,7 разів у зразків бетону після випалу при температурі 1750°С, вогнетривкості на 70°С (2050°С проти 1980°С). Запропонований винахід передбачається до впровадження на Дослідному виробництві ВАТ “УкрНДІВ імені А.С. Бережного” в 2005 році. 5 77552 6 Таблиця Склад вогнетривких бетонних сумішей і властивості бетонів із них Приклади Найменування компонентів, показники вла№1 №2 опти- №3 пропону- №4 про- №5 поза- №6 позастивостей прото- мальний смий понус- межний межний тип мий 1 2 3 4 5 6 7 Склад шихти: 1. Зернистий електроплавлении корунд 69,0 70,5 69,0 72,0 68,0 73,0 2. Тонко дисперсний глиноземмісткий компонент - глинозем 14,28 - глиноземи з масовою долею -Аl2О3 не менше 95% і розміром часток 0,9-1,3 мкм, з масовою долею -Аl2О3 не менше 85% і з розміром часток 4-10 мкм і з масовою долею -Аl2О3 не менше 80% і розміром 14,5 17,0 12,0 18,0 11,0 часток менше 5мкм, модифікованих поліелектролітом, у співвідношенні від 0,4:0,1:1 до 1:0,2:1 3. Гідравлічне в'яжуче: - високоглиноземистий цемент 13,5 -суміш вксокоглиноземистого цементу з тонкодисперсним глиноземом з масовою долею -Аl2О3 не менше 11,0 7,0 15,0 6,5 15,5 85% і з розміром часток 4-10 мкм у співвідношенні від 0,6:0,3 до 0,9:1 4. Оксид хрому 3,22 4,0 7,0 1,0 7,5 0,5 Показники властивостей. 1. Межа міцності при стисненні висушених при 110°С невипалюваних зразків бетону (після твердіння у вологих умовах протягом 7 діб), МПа) 14,59 134 137 131 119 108 2. Межа міцності при стисненні зразків бетону після випалу при температурі 1750°С, МПа 87 149 152 147 109 102 3. Вогнетривкість, ° С 1980 2050 2050 2050 2020 2030 Комп’ютерна верстка В. Сердюк Підписне Тираж 26 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