Жаростійка бетонна суміш

Жаростійка бетонна суміш, до складу якої входить портландцемент, шамотна тонкозмелена добавка, заповнювач бетонний і вода, яка відрізняється тим, що вона додатково містить білу сажу при такому співвідношенні компонентів, мас ч Портландцемент 0,9-1,2 Шамотна тонкозмелена добавка 0,2-0,3 Біла сажа 0,03-0,1 Заповнювач бетонний 3,58-3,92 Вода 0,57-0,67 Винахід відноситься до будівельних матеріалів, зокрема до виробництва жаростійкого бетону, і може бути використаний для виготовлення футеровки теплових агрегатів Найбільш близьким до винаходу за технічною суттю та досягнутому результату є жаростійка бетонна суміш, яка вміщує портландцемент, шамотну тонкозмелену добавку та бетонний заповнювач при такому вмюті компонента (кг/м3) портландцемент - 350, шамотна тонкозмелена добавка - 120, бетонний заповнювач -1300, вода 230, що складає в мас ч Портландцемент 1,0 Шамотна тонкозмелена добавка 0,34 Заповнювач бетонний 3,71 Вода 0,66 Термостійкість жаростійкого бетону такого складу складає 12 водних теплозмін, залишкова МІЦНІСТЬ не менше 30%, гранично допустима температура використання 1100°С Недоліком цієї жаростійкої бетонної суміші є низька термічна СТІЙКІСТЬ бетону, що скорочує термін експлуатації виробів в умовах різких змін температур Нами встановлено, що цей недолік, в основному, обумовлений тим, що шамотна тонкозмелена добавка не повністю зв'язує гідроксид кальцію, який утворюється при гідратації цементу Якщо ж в зразках є вільний гідроксид кальцію, навіть незначна його КІЛЬКІСТЬ, ТО ВІН зазнає пе ретворень в оксид і в зворотному напрямі в процесі нагрівання зразків та занурювання їх у воду (визначення термостійкості ГОСТ 20910-90) зі збільшенням об'єму в 2,2 рази, що викликає виникнення внутрішньої напруги в матеріалі і приводить до значного зниження термостійкості бетону Задачею винаходу є розробка складу жаростійкої бетонної суміші для виготовлення виробів з підвищеною термостійкістю при збереженні залишкової міцності та гранично допустимо» температури використання Вирішення цієї задачі досягається завдяки тому, що до складу жаростійкої бетонної суміші, яка вміщує портландцемент, шамотну тонкозмелену добавку, заповнювач бетонний та воду, додатково вводиться кремнеземистий компонент біла сажа при такому співвідношенні компонентів, масч Портландцемент 0,9 -1,2 Шамотна тонкозмелена добавка 0,2 - 0,3 Біла сажа 0,03-0,1 Заповнювач бетонний 3,58 - 3,92 Вода 0,57 - 0,67 В основу винаходу закладений виявлений нами невідомий ефект поліпшення якості виробів при введенні в жаростійкий бетон добавки - біло) сажі Біла сажа - це тонкодисперсний дюксид кремнію, продукт переробки чотирьохфтористого CM о 32606 кремнію із вихідних газів суперфосфатного виробництва (ГОСТ 18307-78). Біла сажа у відповідності з ГОСТ 18307-78 має такий хімічний склад, мас.%: S1O2 не менше 85 Са та Мд (в перерахунку на СаО) не більше 0,5 Лужність (в перерахунку на №гО) не більше 0,9 Фториди (F) не більше 2,5 Волога не більше 6,0 Суть винаходу полягає в зміні умов гідратації портландцементу та взаємодії компонентів суміші в присутності білої сажі. Запропонована добавка, біла сажа, повністю зв'язує вільний гідроксид кальцію, що утворюється в процесі гідратації портландцементу з утворенням додаткової кількості гідросилікатів. Це підтверджується рентгенографічними та термографічними дослідженнями. Крім того, наявність фторидів у складі білої сажі сприяє підвищенню ступеня полімеризації кремнійкисневих аніонів в об'ємі в'яжучої системи. Всі перераховані фактори обумовлюють формування більш щільної та однорідної структури матеріалу, що приводить до підвищення термостійкості бетону. Таким чином, запропонована жаростійка бетонна суміш забезпечує досягнення технічного результату - термічна стійкість 15-24 водних теплозмін, залишкова міцність 32-40%, гранично допустима температура використання - 1100°С. Для виготовлення жаростійкої бетонної суміші використовують портландцемент М500 (ДСТУ БВ.2.7-46-96), шамотну тонкозмелену добавку та заповнювач бетонний - із подрібнених жаростійких бетонів (ГОСТ 23037-78), білу сажу (ГОСТ 18307-78) та воду (ГОСТ 2874-82). Міцність, гранично допустиму температуру використання та термічну стійкість визначали відповідно ГОСТ 20910-90. Суміш готують шляхом змішування сухих компонентів на стандартному бетонозмішувальному устаткуванні з наступним введенням води і перемішуванням до однорідної маси на протязі 35 хв. Приклад конкретного виконання. Для виготовлення 1 м э жаростійкої бетонної суміші беруть (кг): портландцемент 350, шамотна тонкоз мелена добавка - 85, біла сажа 17,5, заповнювач бетонний - 1300, вода - 230 л. В бетонозмішувачі спочатку змішують сухі компоненти. Потім вводиться вода і бетонна суміш пе ремішується протягом 5 хв. Після приготування бетонної суміші формують зразки-куби з ребром 7 см, які тверднуть 7 діб в повітряно-вологих умовах і підлягають випробуванням після висушування. Результати досліджень приведені в табл., приклад 4. Термічна стійкість отриманого бетону складає 24 водних теплозмін, залишкова міцність 40%, гранично допустима температура використання 1100°С. Аналогічно прикладу конкретного виконання був виготовлений ряд жаростійких бетонних сумішей, які містять компоненти як в заявленому інтервалі, так і в позамежному. Встановлено, що співвідношення компонентів жаростійкої бетонної суміші та їх кількість вибрано із умов, які забезпечують одержання максимального збільшення термостійкості матеріалу (табл., приклад 1-8). При співвідношенні компонентів жаростійкої бетонної суміші в запропонованих межах відзначається підвищення термостійкості бетону до 15. .24 водних теплозмін при збереженні основних характеристик бетону порівняно з відомим, в якого термічна стійкість складає 12 теплозмін. Позамежне зменшення кількості білої сажі в жаростійкій бетонній суміші приводить до зменшення термічної стійкості при збереженні значення залишкової міцності 31% (табл.,приклад 9). При збільшенні заявленої кількості білої сажі відбувається зменшення термічної стійкості жаростійкого бетону та залишкової міцності (табл, приклад 10). Позамежне зменшення кількості портландцементу при одночасному позамежному збільшенні кількості шамотної тонкозмеленої добавки приводить до зниження термічної стійкості, а залишкова міцність залишається на рівні 30% (табл., приклад 11). Аналогічна закономірність спостерігається при позамежному збільшенні кількості портландцементу і одночасному позамежному зменшенні шамотної тонкозмеленої добавки (табл, приклад 12). Переваги запропонованої жаростійкої бетонної суміші порівняно з відомою підтверджуються результатами, приведеними в табл., приклади 1-8, 13. Виходячи з даних таблиці термічна стійкість бетону збільшується від 12 до 15...24 водних теплозмін, тобто в 1,25...2,0 рази, залишкова міцність складає 32-40%, гранично допустима температура застосування 1100°С. Вироби із запропонованої жаростійкої бетонної суміші можна використовувати для футеровки теплових агрегатів з гранично допустимою температурою використання 1100°С. Таким чином, запропонований склад жаростійкої бетонної суміші забезпечує отримання термостійких матеріалів з високими експлуатаційними властивостями. Компоненти бетонної суміші, мас. ч. Ns з/п Цемент Тонкозмелена шамотна добавка Біла сажа Термостійкість, Заповнювач Залишкова Вода водних теплозмін міцність, % За винаходом 1 0,9 0,3 2 1,0 0,24 0,03 0,03 3,92 3,83 0,57 0,62 17 22 35 35 3 1,1 0,24 0,05 3,67 0,66 21 38 4 1,0 0,24 0,05 3,71 0,66 24 40 5 1,2 0,2 0,07 3,58 0,67 18 36 6 1,0 0,24 0,07 3,75 0,66 19 36 7 1,0 0,24 0,1 3,71 0,67 16 32 8 0,9 0,3 0,1 3,75 0,67 15 32 со Позамежні значення 9 1,0 0,01 0,15 3,83 3,77 0,62 0,66 31 1,0 0,24 0,24 12 10 10 28 * 11 0,8 0,4 0,03 3,92 0,57 11 ЗО 12 1,4 0,1 0,05 3,67 0,66 9 ЗО 0,66 12 не менше ЗО Відома бетонна суміш (прототип) 13 1.0 0,34 3,71 Гранично допустима температура використання бетону запропонованої жаростійкої бетонної суміші 1100°С. со 32606 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03