CA1044707A - Compositions refractaires a prises hydraulique et ceramique - Google Patents
Compositions refractaires a prises hydraulique et ceramiqueInfo
- Publication number
- CA1044707A CA1044707A CA208,251A CA208251A CA1044707A CA 1044707 A CA1044707 A CA 1044707A CA 208251 A CA208251 A CA 208251A CA 1044707 A CA1044707 A CA 1044707A
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- weight
- refractory
- parts
- particle size
- hydraulic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 14
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 159000000011 group IA salts Chemical group 0.000 claims 1
- 229940005740 hexametaphosphate Drugs 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000001935 peptisation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 206010018691 Granuloma Diseases 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- -1 calcined cyanite Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052851 sillimanite Inorganic materials 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION
La présente invention se rapporte à une nouvelle composition réfractaire moulable à prises hydraulique et céramique, pour hauts fourneaux, qui consiste en un mélange de: - 80 à 94 parties en poids d'un mélange d'agrégats réfractaires présentant une granulométrie de 50 µ à 5 mm;
- 12 à 4 parties en poids d'un ciment hydraulique alumineux présentant un pH dans la gamme de 8 à 12; - 8 à 2 parties en poids d'un matériau réfractaire de type kaolinite présentant une granulométrie inférieure à 50 µ; - 0,6 à 0,01 partie en poids d'un agent défloculant et/ou fluidifiant le matériau réfractaire précédent en milieu aqueux présentant un pH dans la gamme de 6 à 9 ; et - 0,6 à 0,01 partie en poids d'un polyphosphate neutre ou proche de la neutralité capable de retarder la prise hydraulique du ciment alumineux.
La présente invention se rapporte à une nouvelle composition réfractaire moulable à prises hydraulique et céramique, pour hauts fourneaux, qui consiste en un mélange de: - 80 à 94 parties en poids d'un mélange d'agrégats réfractaires présentant une granulométrie de 50 µ à 5 mm;
- 12 à 4 parties en poids d'un ciment hydraulique alumineux présentant un pH dans la gamme de 8 à 12; - 8 à 2 parties en poids d'un matériau réfractaire de type kaolinite présentant une granulométrie inférieure à 50 µ; - 0,6 à 0,01 partie en poids d'un agent défloculant et/ou fluidifiant le matériau réfractaire précédent en milieu aqueux présentant un pH dans la gamme de 6 à 9 ; et - 0,6 à 0,01 partie en poids d'un polyphosphate neutre ou proche de la neutralité capable de retarder la prise hydraulique du ciment alumineux.
Description
'7Q7 La pr~sente invention concerne de nou~elles compositions réfractaires à prises hydraulique et céramique, ayant pour cons-tituants de base des agregats réfractaires et des ciments alumi-neux associés a différents adjuvants, conférant chacun des propriétés propres, et leur procédé de préparation.
Il est déja connu, par exemple par les brevets francais No. 1,284,816 et 1,326,874 de préparer des produits réfractaires moulables, notamment pour hauts fourneaux, composés essentiellement de 55 à 90% environ d'un agregat resistant à
la chaleur, par exemple un minerai de chrome, l'alumine calcinee, une bauxite calcinee, la cyanite calcinee, le carbure de silicium, etc..., environ 9 à 40~ d'un ciment résistant à la chaleur, tel qu'un ciment d'aluminate de calcium, environ 1 a 5% d'un materiau ; ~
réfractaire d'une granulometrie d'environ 10 microns, tel que la ~;
silice amorphe, et de mélanger le tout à environ 8% d'eau seulement.
Il a été également proposé d'ajouter à des melanges `~
- comprenant 70 à 90% d'agregats refractaires, 10 a 30% de ciment alumineux, 0,1 à 2~ d'argile, un plastifiànt, tel que la bentonite, etf0,01 à 0,6% par rapport à l'argile d'une substance tensio-::
aative agissant comme défloculant.
Or on a constaté que pour obtenir une composition réfractaire à prises hydraulique et céramique presentant de hautes qualités, il faut s'en tenir, pour chacun des composants, c'est-à-dire l'agregat réfractaire, le ciment hydraulique et le materiau refractaire de faible granulometrie, à des propor- i tions très précises dont on ne peut s'ecarter sans nuire à la qualit~ du mat~riau.
Selon la presente invention, ces compositions consistent en un mélange de:
80 à 94 parties en poids d'un mélange d'agrégats `
~ ',.
0~ ~
réfractaires présentant une granulométrie de 50 ~ à 5 mm;
- 12 à 4 parties en poids d'un ciment hydraulique alumineux présentant un pH dans la gamme de 8 à 12;
- 8 à 2 parties en poids d'un matériau réfractaire de type kaolinite presentant une granulométrie inférieure à 50 ~
- 0,6 à 0,01 partie en poids d'un agent défloculant et/ou fluidifiant le matériau réfractaire précédent en milieu ~`
aqueux présentant un pH dans la gamme de 6 à 9 ; et - 0,6 à 0,Ql partie en poids d'un polyphosphate neutre 10 ou proche de la neutralité capable de retarder la prise hydraulique `
du ciment alumineux.
Le mélange d'agrégats réfractaires comprend:
- 39 parties en poids d'un agrégat réfractaire présentant une granulométrie de l'ordre de 2 ~ 5 mm;
- 30 parties en poids d'un agrégat présentant une .
granulometrie de 0,2 à 2 mm;
- 20 parties en poids d'un agrégat presentant une granulométrie de 50 /u à 0,2 mm; et - 1 partie en poids d'eau.
Le procédé selon l'invention consiste à préparer le ~
mélange ci-dessus, avec le minimum d'eau, 3 à 8 %, tout en gardant ;~ `
une bonne ouvrabilite, un rapport C/E convenable et une mise en place rapide à l'aiguille vibrante.
. .
Les agregats refractaires ont une courbe granulométrique étalée des tamis 18 à 37, de la norme N~ X 11-01.
On peut utiliser selon l'invention d'autres granulome-tries que celle indiquee ci-dessus, mais établies selon le même principe avec des agregats dont la dimension peut atteindre 25 mm.
Ces courbes sont établies en fonction des servitudes demandées au matériau : épaisseur, résistances mécaniques (compression, abrasion) thermiques, etc...
Il est déja connu, par exemple par les brevets francais No. 1,284,816 et 1,326,874 de préparer des produits réfractaires moulables, notamment pour hauts fourneaux, composés essentiellement de 55 à 90% environ d'un agregat resistant à
la chaleur, par exemple un minerai de chrome, l'alumine calcinee, une bauxite calcinee, la cyanite calcinee, le carbure de silicium, etc..., environ 9 à 40~ d'un ciment résistant à la chaleur, tel qu'un ciment d'aluminate de calcium, environ 1 a 5% d'un materiau ; ~
réfractaire d'une granulometrie d'environ 10 microns, tel que la ~;
silice amorphe, et de mélanger le tout à environ 8% d'eau seulement.
Il a été également proposé d'ajouter à des melanges `~
- comprenant 70 à 90% d'agregats refractaires, 10 a 30% de ciment alumineux, 0,1 à 2~ d'argile, un plastifiànt, tel que la bentonite, etf0,01 à 0,6% par rapport à l'argile d'une substance tensio-::
aative agissant comme défloculant.
Or on a constaté que pour obtenir une composition réfractaire à prises hydraulique et céramique presentant de hautes qualités, il faut s'en tenir, pour chacun des composants, c'est-à-dire l'agregat réfractaire, le ciment hydraulique et le materiau refractaire de faible granulometrie, à des propor- i tions très précises dont on ne peut s'ecarter sans nuire à la qualit~ du mat~riau.
Selon la presente invention, ces compositions consistent en un mélange de:
80 à 94 parties en poids d'un mélange d'agrégats `
~ ',.
0~ ~
réfractaires présentant une granulométrie de 50 ~ à 5 mm;
- 12 à 4 parties en poids d'un ciment hydraulique alumineux présentant un pH dans la gamme de 8 à 12;
- 8 à 2 parties en poids d'un matériau réfractaire de type kaolinite presentant une granulométrie inférieure à 50 ~
- 0,6 à 0,01 partie en poids d'un agent défloculant et/ou fluidifiant le matériau réfractaire précédent en milieu ~`
aqueux présentant un pH dans la gamme de 6 à 9 ; et - 0,6 à 0,Ql partie en poids d'un polyphosphate neutre 10 ou proche de la neutralité capable de retarder la prise hydraulique `
du ciment alumineux.
Le mélange d'agrégats réfractaires comprend:
- 39 parties en poids d'un agrégat réfractaire présentant une granulométrie de l'ordre de 2 ~ 5 mm;
- 30 parties en poids d'un agrégat présentant une .
granulometrie de 0,2 à 2 mm;
- 20 parties en poids d'un agrégat presentant une granulométrie de 50 /u à 0,2 mm; et - 1 partie en poids d'eau.
Le procédé selon l'invention consiste à préparer le ~
mélange ci-dessus, avec le minimum d'eau, 3 à 8 %, tout en gardant ;~ `
une bonne ouvrabilite, un rapport C/E convenable et une mise en place rapide à l'aiguille vibrante.
. .
Les agregats refractaires ont une courbe granulométrique étalée des tamis 18 à 37, de la norme N~ X 11-01.
On peut utiliser selon l'invention d'autres granulome-tries que celle indiquee ci-dessus, mais établies selon le même principe avec des agregats dont la dimension peut atteindre 25 mm.
Ces courbes sont établies en fonction des servitudes demandées au matériau : épaisseur, résistances mécaniques (compression, abrasion) thermiques, etc...
- 2 - -:
~(~4~t707 On utilise les "refus" de ces différents tamis pour établir le mélange d'agrégats selon l'invention.
L'invention sera mieux comprise si nous nous référons aux dessins annexés.
Ainsi, la figure 1 est une courbe granulométrique du mélange d'agrégats réfractaires, donnant les % de refus en g des tamis en fonction des numéros de ces tamis, s'étalant de 18 à 37 selon la norme NF X 11-01. : .
La figure 2 représente, en fonction du pourcentage de défloculant, la courbe de viscosité d'une kaolinite pure, et la courbe de pH de cette même kaolinite.
La figure 3 représente la courbe de viscosité d'une ;
chamotte micronisée, en matériau réfractaire susceptible de remplacer la kaolinite pure, en fonction du pourcentage de défloculant.
On indiquera ci-apr~s quelques corps entrant dans les compositions ci-dessus définies.
1 Les agrégats r~fractaires pouvant être utilisés selon ~ ' ' l'invention sont : le minerai de chrome, la mullite, Ia silli-manite, la cyanite, la forsteri~e, l'olivine, la magnésie, lessables argileux, argiles réfractaires calcinées, les chamottes, la bauxite, le corindon, l'alumine tabulaire, le zinconium et leurs homologues, etc...
2a Les ciments hydrauliques aiumineux sont employ8s à
raison de 4 à 12 parties, en poids. C~s ciments peuvent être :
les produits dénomm8s~"Fondu", "Secar" etc..., ainsi que les Rollandshutte Standard, Super, etc..., l'Alcoa CA 25, etc.......... ~.
La faiblc quantit8 de ciment utilis8c apporte au minimum 1% et au maximum 3,5% d'oxyde de calcium.
Cet oxyde est nécessaire pour contribuer à certaines réactions selon les compositions de l'invention, mais serait néfaste s'il s~y trouvait en excès.
~ - 3 - -1~)4'~
Ces ciments ne sont pas fluidifies, ni défloculés, par l'agent défloculant cité plus haut.
2b Le matériau réfractaire, à grande surface spécifique et à haut pouvoir adsorbant d'eau, du type kaolinite, a une capacité d'échange de bases faible; il est utilisé à raison de 2 à 8 parties en poids.
~ On choisira une kaolinite pure, type (OH- - H ) en 104~'707 atmosphère ionique, c'est-à-dire à la double couche diffuse de Gouy-~reundlich~ composée d~ions OH ~ fixés sur la particule d~argile et d'ions H~ pouvant SQ trouver à l~intérieur ou à -~-l'extérieur de la micelle.
Dans une suspens~on à particules, ces dernières sont soumises à des forces contraire~.
1 Les particules se repoussent car elles sont toutes chargées négativement ~OH );
2 Elles su~issent des forces d~attraction de Van der Waals.
Il faut donc trouver le moyen d~augmenter les ~orces de répulsion~ pour obtenir une suspens~on défloculée.
Si l~on ajoute un sel de sodium con~enable (dis~ocié
ioniquement dans le milieu aqueux~ les ions Na~ pénètrent dans l~atmosphère ionique et prennent la place des ions H
suivænt la r~action :
- argile (OH - H+) ~ (Na+ - (R) ) --- arg~le (OH - Na~) + H20 Chaque H+ est tr~nsformé en eau~ mais à chaque Na~ cor-respond un OH ou un radical chargé négativement~ non transformé.
On a donc une concentration en OH et/ou un radical charge négati-2~ vsment~ ce qui amène un déséquilibre électrostatique.
Il se produit d~abord un effet tampon par la remplacement des ions ~ par les ions Na+~ mais lorsque la capacité d'~change de base est saturée~ le p~ augmente.
Pour un pH compris entre 6 et g~2~ la vi~cosité diminue, En e~fet~ les ions Na~ font cro~tre les ~orces de répul-sion~ il en r~sulte une diminution des forces de cisaillement et~ par conséquent, de la visco~ité.
La courbe de viscosité en fonction du pH passe par un minimum où la défloculation est maximum et elle est représentée à
3o la figure 2 du dessin annexé~ où les ~o de déflo~ulation sont en abcisses et les viscosités et pH en ordonnées.
Les matériaux réfractaires à-grande surface spécifique et ~ haut pouvoir absorbant d~eau~ peuvent ~tre également :
- la ohamotte mioronisee -~ 4 o ~-' " '~
. ' '' , - la cyanite `- la fosterite ~447~ ~
- la magnesie -~
- l'alumine etc...
A titre indicatif, on représente a la figure 3 une courbe de viscosite d'une chamotte micronisee, le ~ de chamotte etant porté en abcisses et les viscosités en cps en ordonnées.
2c Comme agent fluidifiant et/ou défloculant, on peut utiliser (à titre d'exemple non limitatif) :
- les phosphates polymères, polyphosphates, carbonates, silicates alcalins, etc... vendus par exemple sous les noms commerciaux GIESSFIX, etc...
De tels produits, utilisés à raison de 0,01 à 0,6~
sont actifs dans un milieu aqueux, dont le pH est compris entre 6 et 9,2.
La viscosité de l'argile est minimum, pour un pH de 8,4.
Si on ajoute un ciment alumineux à un tel mélange, la ~
viscosité augmente rapidement et celui-ci devient rapidement inu- ~ -tilisable. ~i ~
En raison du pH élevé des ciments alumineux (pH pouvant h-... '-.,', varier de 8 à 12), il est nécessaire :
1 de produire un effet tampon sur celui-ci, de fa~on à ne pas gener la défloculation de l'argile ou du matériau ré-fractaire à grande surface spécifique;
2 de provoquer un effet retard sur la formation du gel d'alumine des ciments, de facon à permettre l'utilisation de cette composition.
2d Ces deux effets sont obtenus en utilisant, à raison de 0,01 à 0,6~, un liant à base de polyphosphates neutres ou proches de la neutralité, vendus par exemple sous les noms commerciaux de FFB 10, etc..... Le nom chimique du FFB 10 :
(Parker) est l'hexamétaphosphate de sodium (PO3Na)6.
Les exemples, non limitatifs, de compositions suivant l'invention sont donnés ci-après, à titre indicatif 1`'~4~'7(~7 _ys====_==== =======_================_===========================
. ConstituantsComposition ~elon l~invention ================a===================
Chamotte 42/45 A1203 38~60 39,50 39,50 de 2 à 5 mm.
Chamotte 22/45 A1203 29~00 29,65 29~65 Chamotte 42/45 A1203 19,40 19~85 19~85 cd 50~ à 0~2 mm.
Fondu Lafarge 7~00 Secar 250 7~Go S,OO
42r~4i5 Al 05 ~ 6,oo 4,oo Chamotte ~ 50 ~
42/45 A1203 1 6,oo Giess~ix Spécial (ZS~HI~R & SCHWARTZ) 0~0330 0,0217 0~012 ~FB 10 (PARKER) o~o6 0~1 ~75 Eau , 8 8~0 8~00 =_==.=========_=============
. ..
Caract~ri~iques chimi~ues et physico-m~canlques moyennes~ d~une . composition à base de chamotte r~fractaire~ Jelon l~invention :
1) Analvse chimique A12343 - 4S %
SiO249 ,_ 51 oh Ti21'5- 2 o~o Fe203 1~5_ 2 %
Z5 CaO 1~5-2 9b Al^all~ C 1 : 2) ProPri~t~s phvoico-m~caniques l:
: .
- Résistance pyroscopique 1780C : ; ~
' ,. '.."
6 ~
;"' ' ~:
~U~4~7~J7 ~:
- Température limite d~utilisation 1560C ,-- Quantite`d~eau de g~chage 7~5 % en poids - Temps de tra~a~l 1 heurs l ~-- Temps de durcissement à 20C 5 heures ~ . .
- Pos* variation de dimension ~loyenne : - 0~12 température : 1560C
palier : 5 heures vitesse : 100C/h - Porosité 10 à 13 ,~ ' :
- Densité 2~20 .
- Compression (bars) - Etuve à 100C : 150 à 250 j ~
6500C : 400 ~ 600 : .
1000C : 300 à 500 , 1350C : 500 à 700 1560C : 600 à 900 '' .
;.~, ' 7 ::
.: -
~(~4~t707 On utilise les "refus" de ces différents tamis pour établir le mélange d'agrégats selon l'invention.
L'invention sera mieux comprise si nous nous référons aux dessins annexés.
Ainsi, la figure 1 est une courbe granulométrique du mélange d'agrégats réfractaires, donnant les % de refus en g des tamis en fonction des numéros de ces tamis, s'étalant de 18 à 37 selon la norme NF X 11-01. : .
La figure 2 représente, en fonction du pourcentage de défloculant, la courbe de viscosité d'une kaolinite pure, et la courbe de pH de cette même kaolinite.
La figure 3 représente la courbe de viscosité d'une ;
chamotte micronisée, en matériau réfractaire susceptible de remplacer la kaolinite pure, en fonction du pourcentage de défloculant.
On indiquera ci-apr~s quelques corps entrant dans les compositions ci-dessus définies.
1 Les agrégats r~fractaires pouvant être utilisés selon ~ ' ' l'invention sont : le minerai de chrome, la mullite, Ia silli-manite, la cyanite, la forsteri~e, l'olivine, la magnésie, lessables argileux, argiles réfractaires calcinées, les chamottes, la bauxite, le corindon, l'alumine tabulaire, le zinconium et leurs homologues, etc...
2a Les ciments hydrauliques aiumineux sont employ8s à
raison de 4 à 12 parties, en poids. C~s ciments peuvent être :
les produits dénomm8s~"Fondu", "Secar" etc..., ainsi que les Rollandshutte Standard, Super, etc..., l'Alcoa CA 25, etc.......... ~.
La faiblc quantit8 de ciment utilis8c apporte au minimum 1% et au maximum 3,5% d'oxyde de calcium.
Cet oxyde est nécessaire pour contribuer à certaines réactions selon les compositions de l'invention, mais serait néfaste s'il s~y trouvait en excès.
~ - 3 - -1~)4'~
Ces ciments ne sont pas fluidifies, ni défloculés, par l'agent défloculant cité plus haut.
2b Le matériau réfractaire, à grande surface spécifique et à haut pouvoir adsorbant d'eau, du type kaolinite, a une capacité d'échange de bases faible; il est utilisé à raison de 2 à 8 parties en poids.
~ On choisira une kaolinite pure, type (OH- - H ) en 104~'707 atmosphère ionique, c'est-à-dire à la double couche diffuse de Gouy-~reundlich~ composée d~ions OH ~ fixés sur la particule d~argile et d'ions H~ pouvant SQ trouver à l~intérieur ou à -~-l'extérieur de la micelle.
Dans une suspens~on à particules, ces dernières sont soumises à des forces contraire~.
1 Les particules se repoussent car elles sont toutes chargées négativement ~OH );
2 Elles su~issent des forces d~attraction de Van der Waals.
Il faut donc trouver le moyen d~augmenter les ~orces de répulsion~ pour obtenir une suspens~on défloculée.
Si l~on ajoute un sel de sodium con~enable (dis~ocié
ioniquement dans le milieu aqueux~ les ions Na~ pénètrent dans l~atmosphère ionique et prennent la place des ions H
suivænt la r~action :
- argile (OH - H+) ~ (Na+ - (R) ) --- arg~le (OH - Na~) + H20 Chaque H+ est tr~nsformé en eau~ mais à chaque Na~ cor-respond un OH ou un radical chargé négativement~ non transformé.
On a donc une concentration en OH et/ou un radical charge négati-2~ vsment~ ce qui amène un déséquilibre électrostatique.
Il se produit d~abord un effet tampon par la remplacement des ions ~ par les ions Na+~ mais lorsque la capacité d'~change de base est saturée~ le p~ augmente.
Pour un pH compris entre 6 et g~2~ la vi~cosité diminue, En e~fet~ les ions Na~ font cro~tre les ~orces de répul-sion~ il en r~sulte une diminution des forces de cisaillement et~ par conséquent, de la visco~ité.
La courbe de viscosité en fonction du pH passe par un minimum où la défloculation est maximum et elle est représentée à
3o la figure 2 du dessin annexé~ où les ~o de déflo~ulation sont en abcisses et les viscosités et pH en ordonnées.
Les matériaux réfractaires à-grande surface spécifique et ~ haut pouvoir absorbant d~eau~ peuvent ~tre également :
- la ohamotte mioronisee -~ 4 o ~-' " '~
. ' '' , - la cyanite `- la fosterite ~447~ ~
- la magnesie -~
- l'alumine etc...
A titre indicatif, on représente a la figure 3 une courbe de viscosite d'une chamotte micronisee, le ~ de chamotte etant porté en abcisses et les viscosités en cps en ordonnées.
2c Comme agent fluidifiant et/ou défloculant, on peut utiliser (à titre d'exemple non limitatif) :
- les phosphates polymères, polyphosphates, carbonates, silicates alcalins, etc... vendus par exemple sous les noms commerciaux GIESSFIX, etc...
De tels produits, utilisés à raison de 0,01 à 0,6~
sont actifs dans un milieu aqueux, dont le pH est compris entre 6 et 9,2.
La viscosité de l'argile est minimum, pour un pH de 8,4.
Si on ajoute un ciment alumineux à un tel mélange, la ~
viscosité augmente rapidement et celui-ci devient rapidement inu- ~ -tilisable. ~i ~
En raison du pH élevé des ciments alumineux (pH pouvant h-... '-.,', varier de 8 à 12), il est nécessaire :
1 de produire un effet tampon sur celui-ci, de fa~on à ne pas gener la défloculation de l'argile ou du matériau ré-fractaire à grande surface spécifique;
2 de provoquer un effet retard sur la formation du gel d'alumine des ciments, de facon à permettre l'utilisation de cette composition.
2d Ces deux effets sont obtenus en utilisant, à raison de 0,01 à 0,6~, un liant à base de polyphosphates neutres ou proches de la neutralité, vendus par exemple sous les noms commerciaux de FFB 10, etc..... Le nom chimique du FFB 10 :
(Parker) est l'hexamétaphosphate de sodium (PO3Na)6.
Les exemples, non limitatifs, de compositions suivant l'invention sont donnés ci-après, à titre indicatif 1`'~4~'7(~7 _ys====_==== =======_================_===========================
. ConstituantsComposition ~elon l~invention ================a===================
Chamotte 42/45 A1203 38~60 39,50 39,50 de 2 à 5 mm.
Chamotte 22/45 A1203 29~00 29,65 29~65 Chamotte 42/45 A1203 19,40 19~85 19~85 cd 50~ à 0~2 mm.
Fondu Lafarge 7~00 Secar 250 7~Go S,OO
42r~4i5 Al 05 ~ 6,oo 4,oo Chamotte ~ 50 ~
42/45 A1203 1 6,oo Giess~ix Spécial (ZS~HI~R & SCHWARTZ) 0~0330 0,0217 0~012 ~FB 10 (PARKER) o~o6 0~1 ~75 Eau , 8 8~0 8~00 =_==.=========_=============
. ..
Caract~ri~iques chimi~ues et physico-m~canlques moyennes~ d~une . composition à base de chamotte r~fractaire~ Jelon l~invention :
1) Analvse chimique A12343 - 4S %
SiO249 ,_ 51 oh Ti21'5- 2 o~o Fe203 1~5_ 2 %
Z5 CaO 1~5-2 9b Al^all~ C 1 : 2) ProPri~t~s phvoico-m~caniques l:
: .
- Résistance pyroscopique 1780C : ; ~
' ,. '.."
6 ~
;"' ' ~:
~U~4~7~J7 ~:
- Température limite d~utilisation 1560C ,-- Quantite`d~eau de g~chage 7~5 % en poids - Temps de tra~a~l 1 heurs l ~-- Temps de durcissement à 20C 5 heures ~ . .
- Pos* variation de dimension ~loyenne : - 0~12 température : 1560C
palier : 5 heures vitesse : 100C/h - Porosité 10 à 13 ,~ ' :
- Densité 2~20 .
- Compression (bars) - Etuve à 100C : 150 à 250 j ~
6500C : 400 ~ 600 : .
1000C : 300 à 500 , 1350C : 500 à 700 1560C : 600 à 900 '' .
;.~, ' 7 ::
.: -
Claims (5)
1. Composition réfractaire moulable à prises hydrau-lique et céramique, pour hauts fourneaux, qui consiste en un mélange de:
- 80 à 94 parties en poids d'un mélange d'agrégats réfractaires présentant une granulométrie de 50 µ à 5 mm;
- 12 à 4 parties en poids d'un ciment hydraulique alumineux présentant un pH dans la gamme de 8 à 12;
- 8 à 2 parties en poids d'un matériau réfractaire de type kaolinite présentant une granulométrie inférieure à 50 µ;
- 0,6 à 0,01 partie en poids d'un agent défloculant et/ou fluidifiant le matériau réfractaire précédent en milieu aqueux présentant un pH dans la gamme de 6 à 9 ; et - 0,6 à 0,01 partie en poids d'un polyphosphate neutre ou proche de la neutralité capable de retarder la prise hydraulique du ciment alumineux.
- 80 à 94 parties en poids d'un mélange d'agrégats réfractaires présentant une granulométrie de 50 µ à 5 mm;
- 12 à 4 parties en poids d'un ciment hydraulique alumineux présentant un pH dans la gamme de 8 à 12;
- 8 à 2 parties en poids d'un matériau réfractaire de type kaolinite présentant une granulométrie inférieure à 50 µ;
- 0,6 à 0,01 partie en poids d'un agent défloculant et/ou fluidifiant le matériau réfractaire précédent en milieu aqueux présentant un pH dans la gamme de 6 à 9 ; et - 0,6 à 0,01 partie en poids d'un polyphosphate neutre ou proche de la neutralité capable de retarder la prise hydraulique du ciment alumineux.
2. Composition réfractaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit mélange d'agrégats réfractaires comprend:
- 39 parties en poids d'un agrégat réfractaire présentant une granulométrie de l'ordre de 2 à 5 mm ;
- 30 parties en poids d'un agrégat présentant une granulométrie de 0,2 à 2 mm ;
- 20 parties en poids d'un agrégat présentant une granulométrie de 50 µ à 0,2 mm ; et - 1 partie en poids d'eau.
- 39 parties en poids d'un agrégat réfractaire présentant une granulométrie de l'ordre de 2 à 5 mm ;
- 30 parties en poids d'un agrégat présentant une granulométrie de 0,2 à 2 mm ;
- 20 parties en poids d'un agrégat présentant une granulométrie de 50 µ à 0,2 mm ; et - 1 partie en poids d'eau.
3. Composition réfractaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit agent défloculant et/ou fluidifiant est un sel alcalin capable de libérer des ions Na+ dans un mélange aqueux présentant un pH de 6 à 9.
4. Composition réfractaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit polyphosphate, retardateur de prise hydraulique du ciment alumineux présente un pH de 6,0 environ en solution aqueuse à 1 %.
5. Composition réfractaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit polyphosphate est l'hexamétaphosphate de sodium.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7332320A FR2243163B1 (fr) | 1973-09-07 | 1973-09-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1044707A true CA1044707A (fr) | 1978-12-19 |
Family
ID=9124764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA208,251A Expired CA1044707A (fr) | 1973-09-07 | 1974-08-30 | Compositions refractaires a prises hydraulique et ceramique |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4102695A (fr) |
| JP (1) | JPS5072910A (fr) |
| AU (1) | AU7310874A (fr) |
| BE (1) | BE819314A (fr) |
| CA (1) | CA1044707A (fr) |
| DE (1) | DE2442830B2 (fr) |
| ES (1) | ES430083A1 (fr) |
| FR (1) | FR2243163B1 (fr) |
| GB (1) | GB1446103A (fr) |
| IT (1) | IT1033091B (fr) |
| LU (1) | LU70855A1 (fr) |
| NL (1) | NL7411790A (fr) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA763385B (en) * | 1976-05-31 | 1977-05-25 | Den Speulhof P Van | A hydraulically setting high-alumina refractory concrete |
| JPS6035317B2 (ja) * | 1976-11-26 | 1985-08-14 | 大光炉材株式会社 | 不定形耐火物 |
| JPS543820A (en) * | 1977-06-11 | 1979-01-12 | Kurosaki Refractories Co | Heattgenerating waste mud composition |
| CH638767A5 (fr) * | 1978-03-31 | 1983-10-14 | Comp Generale Electricite | Procede de preparation de pieces en alumine beta-alcaline. |
| SE417950B (sv) * | 1978-06-22 | 1981-04-27 | Hoeganaes Ab | Eldfast gjutmassa for framstellning av monolitiska foder samt sett att bereda massa |
| FR2429763A1 (fr) * | 1978-06-26 | 1980-01-25 | Produits Refractaires | Pieces refractaires permeables aux gaz |
| US5234754A (en) * | 1978-11-03 | 1993-08-10 | Bache Hans H | Shaped article and composite material and method for producing same |
| FR2470104A1 (fr) * | 1979-11-19 | 1981-05-29 | Carbonisation Entr Ceram | Composition pulverulente et piece refractaire obtenue a partir de cette composition |
| US4343989A (en) * | 1980-11-24 | 1982-08-10 | Brosnan Denis A | Magnesium oxide based heat storage device |
| US4680279A (en) * | 1985-06-24 | 1987-07-14 | Dresser Industries, Inc. | Abrasion resistant refractory composition |
| US5071484A (en) * | 1990-09-14 | 1991-12-10 | Capitol Aggregates, Inc. | Cementitious compositions and method |
| US8076255B2 (en) * | 2005-10-27 | 2011-12-13 | Nippon Steel Corporation | Castable refractory |
| US20080300129A1 (en) * | 2005-12-28 | 2008-12-04 | Caroma Insdustries Limited | Ceramic material, compositions and methods for manufacture thereof |
| US7579084B2 (en) * | 2005-12-28 | 2009-08-25 | Caroma Industries Limited | Ceramic material, compositions and methods for manufacture thereof |
| US8747546B2 (en) * | 2007-08-17 | 2014-06-10 | Specialty Minerals (Michigan) Inc. | Calcium enriched refractory material by the addition of calcium carbonate |
| RU2437862C1 (ru) * | 2011-01-13 | 2011-12-27 | Закрытое акционерное общество "Опытный завод огнеупоров" | Огнеупорная бетонная смесь (варианты) |
| CN107721221A (zh) * | 2016-08-12 | 2018-02-23 | 中国石油天然气集团公司 | 一种耐高温磷酸盐水泥及其应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2419684A (en) * | 1943-07-21 | 1947-04-29 | Armstrong Cork Co | Refractory and insulating materials |
| GB922384A (en) * | 1959-10-30 | 1963-03-27 | Artrite Resins Ltd | Inorganic polymeric materials |
| US3181959A (en) * | 1962-02-12 | 1965-05-04 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Refractory |
| FR2062039A5 (fr) * | 1969-10-08 | 1971-06-25 | Prost | |
| JPS5545519B2 (fr) * | 1972-11-07 | 1980-11-18 |
-
1973
- 1973-09-07 FR FR7332320A patent/FR2243163B1/fr not_active Expired
-
1974
- 1974-08-29 BE BE148003A patent/BE819314A/fr unknown
- 1974-08-30 CA CA208,251A patent/CA1044707A/fr not_active Expired
- 1974-09-04 IT IT26918/74A patent/IT1033091B/it active
- 1974-09-05 GB GB3888674A patent/GB1446103A/en not_active Expired
- 1974-09-05 NL NL7411790A patent/NL7411790A/xx not_active Application Discontinuation
- 1974-09-05 LU LU70855A patent/LU70855A1/xx unknown
- 1974-09-06 DE DE2442830A patent/DE2442830B2/de not_active Withdrawn
- 1974-09-06 ES ES430083A patent/ES430083A1/es not_active Expired
- 1974-09-06 JP JP49102865A patent/JPS5072910A/ja active Pending
- 1974-09-09 AU AU73108/74A patent/AU7310874A/en not_active Expired
- 1974-09-09 US US05/504,531 patent/US4102695A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1033091B (it) | 1979-07-10 |
| GB1446103A (en) | 1976-08-11 |
| JPS5072910A (fr) | 1975-06-16 |
| ES430083A1 (es) | 1977-01-01 |
| DE2442830A1 (de) | 1975-03-13 |
| FR2243163B1 (fr) | 1977-05-13 |
| AU7310874A (en) | 1976-03-11 |
| US4102695A (en) | 1978-07-25 |
| DE2442830B2 (de) | 1980-08-21 |
| LU70855A1 (fr) | 1975-01-02 |
| NL7411790A (nl) | 1975-03-11 |
| FR2243163A1 (fr) | 1975-04-04 |
| BE819314A (fr) | 1974-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1044707A (fr) | Compositions refractaires a prises hydraulique et ceramique | |
| CN109679600B (zh) | 纳米材料混合改性超高温高性能固井水泥浆体系及其制备方法 | |
| US4093470A (en) | Alumina refractories | |
| CN108059448B (zh) | 一种耐火自流浇注料 | |
| CN101229497A (zh) | 粉状炔属表面活性剂和含有其的组合物 | |
| CN111423759B (zh) | 一种外墙耐水腻子及其制备方法 | |
| CN112745045B (zh) | 一种工业废渣纳米活化浆料及其制备方法 | |
| JPS6110026A (ja) | 多結晶α―アルミナを含むセラミック物体の製法 | |
| CN110963759B (zh) | 高含泥骨料的抗渗混凝土 | |
| CN113307571B (zh) | 一种含机制砂的超保坍混凝土及其制备方法 | |
| CN113526927A (zh) | 一种抗渗自密实混凝土及其制备方法 | |
| Wang et al. | Colloidal processing and liquid-phase sintering of SiC | |
| CN118373632B (zh) | 一种低收缩硅铝质固废基材料及其制备方法和应用 | |
| Kimura et al. | Consolidation of alumina—zirconia mixtures by a colloidal process | |
| Xie et al. | Fresh and hardened properties of two-component magnesium phosphate cement grouting materials | |
| CN111548050A (zh) | 一种混凝土抗离析减水剂及其制备方法 | |
| CN109652037B (zh) | 一种高温稳定水泥浆及其制备方法 | |
| CN108516753B (zh) | 一种干混砂浆外加剂及干混砂浆与其制备方法 | |
| RU2055054C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| RU2238921C1 (ru) | Комплексная разжижающая органоминеральная добавка для огнеупорных формовочных систем и способ изготовления материалов с ее применением | |
| RU2320617C2 (ru) | Огнеупорная бетонная смесь | |
| EP0417179B1 (fr) | Adjuvant entraineur d'air contenant du plasma sanguin en remplacement de colloide synthetique et produits obtenus | |
| US4123284A (en) | Porous ceramic bodies | |
| RU2111340C1 (ru) | Тампонажный материал | |
| JP2986732B2 (ja) | 表面処理カルシウム質粉粒体の製造方法 |