Вогнетривка бетонна суміш

Реферат: Винахід належить до хімічної галузі промисловості, і може бути використаний для виготовлення невипалювальних та випалених вогнетривких виробів, для виконання монолітних футерівок агрегатів. Вогнетривка бетонна суміш містить: мас. %: карбід кремнію фракції 160-1600 мкм 62,95-76,65; неметалургійний глинозем з вмістом часток розміром меншим від 4 мкм не менше ніж 90 % - 6,0-10,0; пилоподібний кварц з вмістом часток розміром меншим від 5 мкм не менше ніж 90 % 1,0-3,0; мелений карбід кремнію з вмістом часток розміром меншим від 8 мкм не менше ніж 90 % 12,0-18,0; високоглиноземистий цемент 4,0-6,0; пластифікатор - полімер на основі поліетиленгліколю 0,05-0,35. Застосування винаходу забезпечує одержання вогнетривких виробів з підвищеною міцністю та щільністю та зниженою відкритою пористістю. UA 115361 C2 (12) UA 115361 C2 UA 115361 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Запропонований винахід належить до вогнетривкої промисловості і може бути використаний для виготовлення вогнетривкого бетону, що використовується для виготовлення невипалювальних та випалених вогнетривких виробів, для виконання монолітних футерівок агрегатів у металургії і інших галузях промисловості. Відома карбідкремнієва бетонна маса (вин. US 5.214.006, кл. С04В 35/56, 1993), яка містить, мас. %: карбід кремнію (87 %), лужні фосфати (5 %), глинозем (5 %), мікрокремнезем (3 %). Недоліком бетонної маси є підвищена кількість води-затворювача - 6,5 мас. %, та, як наслідок, високі показники відкритої пористості, зниженні показники уявної щільності та межі міцності при стисненні. Найбільш близькою до винаходу, що заявляється, за технічною суттю і досягнутому результату є карбідкремнієва бетонна маса, яка містить мас. %: карбід кремнію - 77,6; глиноземовмісний компонент - пил з електрофільтрів печей кальцинації глиноземного виробництва - 10,0; кварцевмісний компонент - мікрокремнезем - 3,5; високоглиноземистий цемент - 8,5; пластифікатор - триполіфосфат натрію і лимонна кислота (співвідношення 1:1) 0,4 (патент RU 2257361 С1, С04В 35/56, 2004 г.). Однак, і ця карбідкремнієва бетонна маса, через більш високий вміст високоглиноземистого цементу, для надання рухливості потребує більшої кількості води, що призводить до збільшення відкритої пористості, зниження щільності та механічної міцності. В основу винаходу поставлена задача створення вогнетривкої бетонної суміші, в якій використовують як заповнювач карбід кремнію фракції 160-1600 мкм, як глиноземовмісний компонент – неметалургійний мелений глинозем з вмістом часток розміром меншим від 4 мкм не менше ніж 90 %, як кварцовмісний компонент - пилоподібний кварц з вмістом часток розміром меншим від 5 мкм не менше ніж 90 %, високоглиноземистого цементу не більше ніж 6 мас. %, як пластифікатор - полімер на основі поліетиленгліколю, а також додатково карбід кремнію мелений з вмістом часток розміром меншим від 8 мкм не менше ніж 90 %, що забезпечує підвищення міцності і щільності бетону та зниження його відкритої пористості. Поставлена задача вирішується тим, що: вогнетривка бетонна суміш, яка містить карбід кремнію, глиноземовмісний компонент, кварцовмісний компонент, високоглиноземистий цемент і пластифікатор, згідно з винаходом, містить карбід кремнію фр. 160-1600 мкм, як глиноземовмісний компонент - неметалургійний мелений глинозем з вмістом часток розміром меншим від 4 мкм не менше ніж 90 %, як кварцовмісний компонент - пилоподібний кварц з вмістом часток розміром меншим від 5 мкм не менше ніж 90 %, високоглиноземистий цемент не більше ніж 6 мас. %, як пластифікатор полімер на основі поліетиленгліколю, а також додатково містить мелений карбід кремнію з вмістом часток розміром меншим від 8 мкм не менше ніж 90 % при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбід кремнію фракції 16062,95-76,65 1600 мкм неметалургійний глинозем з вмістом часток розміром 6,0-10,0 меншим від 4 мкм не менше ніж 90 % пилоподібний кварц з вмістом часток розміром 1,0-3,0 меншим від 5 мкм не менше ніж 90 % мелений карбід кремнію з вмістом часток розміром 12,0-18,0 меншим від 8 мкм не менше ніж 90 % високоглиноземистий цемент 4,0-6,0 пластифікатор - полімер на 0,05-0,35. основі поліетиленгліколю Особливістю винаходу, що заявляється, є те, що використання як заповнювача більш дрібнозернистого карбіду кремнію і меленого карбіду кремнію з вмістом часток розміром меншим від 8 мкм не менше ніж 90 % під час термообробки обумовлює окислення його при більш низькій температурі з утворенням SiО 2, який взаємодіє з дрібнодисперсним неметалургійним глиноземом та утворює зростки із подовжених ідіоморфних та ізометричних 1 UA 115361 C2 Таблиця Склад вогнетривких бетонних сумішей та їх властивості Найменування компонентів, показники властивостей Найменування компонентів: - карбід кремнію фракції 630-1600 мкм - карбід кремнію фракції 160-1600 мкм - пил з електрофільтрів печей кальцинації глиноземного виробництва - неметалургійний глинозем з вмістом часток розміром меншим від 4 мкм не менше ніж 90 % - мікрокремнезем - пилоподібний кварц з вмістом часток розміром меншим від 5 мкм не менше ніж 90 % - мелений карбід кремнію з вмістом часток розміром меншим від 8 мкм не менше ніж 90 % - високоглиноземистий цемент пластифікатор-триполіфосфат натрію і лимонна кислота (співвідношення 1:1) - пластифікатор-полімер на основі поліетиленгліколю показники властивостей зразків після випалу при температурі 1580 °C (8ч.): межа міцності при стисненні, МПа відкрита пористість, % 3 уявна щільність, г/см 5 10 15 20 Приклади №1 №2 №3 №4 НайближОптиПропоПропочий мальний нований нований аналог №5 Позамежний №6 Позамежний 77,6 69,8 62,95 76,65 60,65 78,87 10 8,0 10,0 6,0 10,5 5,5 3,5 2,0 3,0 1,0 3,2 0,8 15,0 18,0 12,0 19,0 11,0 8,5 5,0 6,0 4,0 6,2 3,8 0,4 0,20 0,05 0,35 0,45 0,03 95,3 131 127 125 102 99,6 18,8 2,55 17,6 2,63 17,7 2,61 17,8 2,60 18 2,58 18,1 2,56 неправильної форми кристалів муліту у склофазі, що зміцнює бетон. Також, утворенню зміцнюючого бетон муліту при більш низьких температурах сприяє взаємодія дрібнодисперсних пилоподібного кварцу і неметалургійного глинозему. Особливістю винаходу, що заявляється, є знижений вміст високоглиноземистого цементу у бетоні (не більше ніж 6 мас. %), що знижує його водопотребу і запобігає знеміцненню під час термообробки, а також використання як пластифікатора бетону - полімеру на основі поліетиленгліколю, який після твердіння бетону при температурі вище ніж 40 °C сприяє утворенню мінералу цементу і пилоподібного кварцу - стратлингіту (C2ASH8), який під час дегідратації утворює просторові контактні структури (зони) у матриці бетону і сприяє розвитку міцнісних характеристик і зниженню внутрішніх напруг у бетоні. Запропонований винахід пояснюється прикладами, що приведені в таблиці. В лабораторії ПАТ "УКРНДІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО" була виготовлена вогнетривка бетонна суміш згідно з винаходом і прототипом за типовою технологією виготовлення. Із вогнетривкої бетонної суміші були виготовлені зразки - куби зі стороною ребра 40 мм методом вібролиття у розбірні металеві форми. Після термообробки при температурі 1580 °C з витримкою 8 годин визначали: межу міцності при стисненні зразків по ГОСТ 4071.1-94, відкриту пористість і уявну щільність по ГОСТ 2409-95. Як видно із таблиці, вогнетривка бетонна суміш передбачуваного складу, у порівнянні з прототипом, характеризується більш високою межею міцності при стисненні після випалу при 2 UA 115361 C2 температурі 1580 °C, (131 МПа и 95,3 МПа відповідно), більш високою уявною щільністю (2,63 и 3 2,55 г/см відповідно), зниженою відкритою пористістю (17,6 и 18,8 % відповідно). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Вогнетривка бетонна суміш, яка містить карбід кремнію, глиноземвмісний компонент, кварцовмісний компонент, високоглиноземистий цемент і пластифікатор, яка відрізняється тим, що вона містить як глиноземвмісний компонент - неметалургійний мелений глинозем з вмістом часток розміром меншим від 4 мкм не менше ніж 90 %; як кварцовмісний компонент пилоподібний кварц з вмістом часток розміром меншим від 5 мкм не менше ніж 90 %; як пластифікатор - полімер на основі поліетиленгліколю, а також додатково містить мелений карбід кремнію з вмістом часток розміром меншим від 8 мкм не менше ніж 90 % при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбід кремнію фракції 160-1600 62,95-76,65 мкм неметалургійний мелений глинозем з вмістом часток 6,0-10,0 розміром меншим від 4 мкм не менше ніж 90 % пилоподібний кварц з вмістом часток розміром меншим від 5 1,0-3,0 мкм не менше ніж 90 % мелений карбід кремнію з вмістом часток розміром 12,0-18,0 меншим від 8 мкм не менше ніж 90 % високоглиноземистий цемент 4,0-6,0 пластифікатор-полімер на основі 0,05-0,35. поліетиленгліколю Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3