CS210999B1

CS210999B1 - Autoklávované pórovité vápenatokřemičité prvky se zvýšenou tepelnou odolností

Info

Publication number: CS210999B1
Application number: CS946279A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Sauman; Oldrich Hoffmann; Vladimir Franc; Josef Pridal
Original assignee: Zdenek Sauman; Oldrich Hoffmann; Vladimir Franc; Josef Pridal
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Vynález se týká autoklávovaných pórovitých vápenatokřemičitých prvků se zvýšenou tepelnou odolností, tepelně stabilizovaných barnatými solemi. Vynález lze využít pro výrobu stavebních a tepelně-izolačních hmot. Účelem vynálezu je tepelně stabilizovat hlavní pojivovou složku autoklávovaných pórovitých vápenatokřemičitých izolačních prvků - 11 X - tobermorit přísadou barnatých solí před autoklávním vytvrzením.

Description

Vynález se týká autoklávovaných pórovitých vápenatokřemičitých prvků se zvýšenou tepelnou odolností, sestávajících z křemičité složky, vápna, případné vláknité výztuže ps dalších přísad.

Izolační i konstrukční materiály s porézní strukturou na bázi kalciumhydrosilikátového pojivá jsou známy. Vedle pórovitých betonů s makroporézní strukturou sem náleží mikropórovité vápenatokřemičité hmoty, připravované bez pórotvorných přísad. Pórovité betony se používají převážné pro konstrukční a konstrukčně izolační účely ve stavebnictví; mohou však být použity i jako průmyslové tepelné izolace. Uikropórovité výrobky druhého typu se používají při konstrukci pecí, sušáren, teplovzdušných kanálů, k izolaci kotlů a dalších průmyslových agregátů, ve slévárenství neželezných kovů, dále při stavbě lodí, v menší míře ve stavebnictví a řadš dalších oborů.

Autoklávované pórovité vápenatokřemičité prvky se připravují obecně hydrotermálním zpracováním vápenaté a křemičité složky za vzniku vodnatých křemičitanů vápenatých. Vedle uvedených základních složek mohou tyto hmoty obsahovat další přísady, ovlivňující strukturu anebo technologický proces, případně modifikující výsledné vlastnosti, příkladně pórotvorné látky, jako práškový hliník, dále vláknitou výztuž, jako azbest, vylehčující přísady, jako perlit apod.

Tepelná odolnost a tím i mezní teploty, při nichž je možno výrobky používat, je určována především typem kaloiumhydrosilikétu, tvořícího převážný podíl hmoty výsledného výrobku. Obvykle bývá hlavní pojivovou složkou komerčních výrobků vedle menšího množství dalších fází 11 8 - tobermorit (SCaO.óSiOg.íHjO), který je charakterizován poměrně značným obsahem vázané vody. Při ohřevu dochází k rozkladu, jehož prvý stupeň může probíhat již kolem teploty 310 °C za vzniku 9,3 8 - tobermorit. Druhá fáze rozkladu 1! 8 - tobermoritu začíná při 600 °C jeho pozvolným přechodem na wollastonit. Intenzita této fázové přeměny vrcholí při 700 °C. Výrobky na bázi tobermoritu podléhají tudíž při působení teplot nad oca 650 °C značným změnám, vykazují nadměrné smršlování a tvorbu trhlinek.

Jakostní výrobky se vyznačují strukturou, tvořenou v podstatě mikrokrystalickým xonotlitem (SCaO.SSiOg.HgO), jenž obsahuje v molekule přibližně pětkrát méně vody ve srovnání s tobermoritem. V důsledku podstatně menšího množství vody, vázané · mřížce xonotlitu, jakož i vláknitého charakteru krystalů vykazují výrobky na bázi xonotlitu při tepelné přeměně na wollastonit vysokou objemovou stálost, nízké smrštění a odolávají poměrně dooře teplotám přibližně až kolem 1 000 °C.

Příprava prvků na bázi xonotlitu klade však vyšší nároky především na křemičitou složku, použitou pro reakci s vápnem. Zatímco pro přípravu vápenatokřemičitých tepelnš-izolaěnich prvků tobermoritického typu je možno používat křemičité suroviny, nevyznačující se zvláštní čistotou a obsahující vedle krystalického a nebo amorfní br, SiO_? vyšší podíl jiných kysličníků (AljOj, FejOj) jako je tomu např. u přírodních diatoaitů, je při přípravě prvků na bázi xonotlitu prokázáno, že některé křemičité suroviny a hlavně doprovodné příměsi brání tvorbě xonotlitu jako konečného produktu hydrotermální reakce mezi vápenatou a křemičitou složkou. Rovněž některé přísady, příměsí vnášené dalšími složkami, jakož i větší obsah vláknité výztuže jmenovitě azbestu potlačují tvorbu xonotlitu.

Výše uvedené nevýhody odstraňují autoklávované pórovité vápenatokřemičité izolační prvky se zvýšenou tepelnou odolností připravované z vápna a křemičité složky ve vzájemném poměru, odpovídajícím molárnímu poměru CaOzSiOg 0,7:1 až 0,95:1, nejlépe 0,83:1, objsahující případně vláknitý podíl a další přísady podle vynálezu, johož podstata je v tom, že hlavní pojivová složka je tvořena tobermoritem, tepelně stabilizovaným přísadou barnatých soli v množství, odpovídajícím 0,5 až 2,5 % BaClg.žHjO, s výhodou 1,5 až 2,0 % vztaženo na hmotnost výchozí směsi.

Bylo zjištěno, že některé kationty, přidávané ke směsi výchozích složek před hydroter210999 mální syntézou mohou vznikající 11 8 - tobermorit tepelně stabilizovat, tj. poeunout počátek i hlavní průběh jeho rozkladu k vyšším teplotám. Z řady kovových kationtů vykazuje pozoruhodný stabilizační efekt Ba²⁺ ~^^on, aplikovaný jako BatNO^).,, BaSO^ a zejména BaClj-íHjO. V rentgenogramech vzorků, připravených autoklávovéním směsi CaO a SiOj v poměru 0,83:1 za přísady 1,8 hmot. % BaCl^^HjO je možno ještě po 1 hodinovém vyhřívání na teplotu 850 °C prokázat značný podíl nerozloženého 11 S - tobermoritu vedle wollastonitu. Rovněž hodnoty smrštění jsou za přítomnosti chloridu barnatého značně nižší, jak prokázaly dilatometrické křivky.

Výhodou autoklávovaných pórovitých vápenatokřemičitých prvků podle vynálezu je, že mohou být použity pro izolace při vyšších provozních teplotách nežli běžné výrobky tobermoritického typu, aniž by hodnoty smrštění přesáhly přípustnou mez.

Přikladl

Byl připraven čistý 11 8 -tobermorit stabilizovaný BaClj a BaSO^, jehož stupeň přechodu na wollastonit po záhřevu na 700, 800 a 850 °C byl sledován rentgenometrickou mikrostrukturní metodou. Poměr intenzit difrakcí ,1 8 -tobermoritu (3,05 8) a wollastonitu (2,98) udává stupeň jejich vzájemné přeměny v žíhaném vzorku.

BaCl₂	0,02	0,2	1,0	2,0
teplota °C	(mmol)	(mmol)	(mmol)	(mmol)
700	0,97++	2,48	14,0	12,θ'
800	W⁺/	0,56	0,75	0,56
850	W	W	0,46	W
BaSo^	0,1	0,5	1,0	2,0
teplota °C	(mmol)	(mmol)	(mmol)	(mmol)
700	1,74	1,55	1,52	0,76
800	0,526	0,50	0,37
označuje téměř výhradný	obsah wollastonitu
hodnoty uvedené v tabulce vyjádřují poměr intenzit	difrakcí 11 8 -	tobermoritu
a wollastonitu (2,98 8)	podle vzorce	^X3,05

^I2,98

Pokud uvažované difrakční linie 11 $ - tobermoritu a wollastonitu se vyznačují stejnou výškou, číselný údaj odpovídá cca 1,0. Maximální obsah 11 8 -tobermoritu a minimální obsah vznikajícího wollastonitu vykazuje vzorek s 1,0 mmolem BaClg odpovídající ^1,8% BaClg. .21^0 ve výchozí směsi před hydrotermálním procesem zpracovaný při 700 °C (14,0). Pro 11 8 - tobermorit stabilizovaný BaSO^ odpovídá optimální koncentrace stabilizační přísady 0,2 až 0,8 % hmot. BaSO^ ve výchozí směsi před hydrotermálním zpracováním.

Příklad 2

Z čistého 11 8 - tobermoritu stabilizovaného BaClg a BaSO^ byly připraveny mikrotrámečky a měřeno jejich lineární smrštění při záhřevu do 1 000 °C s těmito výsledky:

r an lV nestabilizovaný - 3,5 # . 1θθ] stabilizovaný 0,2 mmolu BaClj - 2,6 %

1,0 mmolu BaClg - 2,5 %

0,1 mmolu BaSO^ - 2,8#

Příklad 3

Ze směsi křemičitého písku, cementu a vápna (s přídavkem Al-prášku) byly připraveny autoklávované pórovité betony (193 °C/5 h), nestabilizované a stabilizované 0,5 a 1,5 mmolu BaCl₂/10 g směsi. Ze vzorků pórobetonu byly zhotoveny mikrotrámeěky, u nichž bylo zjištěno jejich lineární smrštění záhřevem do 1 000 °C.

Claims

1. Autoklávované pórovité vápenatokřemičité izolační prvky se zvýšenou tepelnou odolno tí, připravované z vápna a křemičité složky ve vzájemném poměru, odpovídajícím molárnímu poměru CaO:SiO₂ 0,7:1 až 0,95:1, nejlépe 0,83:1, obsahující případně vláknitý podíl a další příměsi, vyznačující se tím, že hlavní pojivová složka je tvořena tobermoritem, tepelně sta bilizovaným přísadou barnatých solí, při koncentraci Ba²⁺ 0,1 až 2,0 mmol Ba²⁺/125 mmolů SiOj ve výchozí směsi.

2. Autoklávované vápenatokřemičité izolační prvky se zvýšenou tepelnou odolnosti podle bodu 1, vyznačující se tím, že stabilizační přísadu tvoří chlorid barnatý.

3. Autoklávované vápenatokřemičité izolační prvky se zvýšenou tepelnou odolností podle bodu 1, vyznačující se tím, že stabilizační přísadu tvoří síran barnatý.

4. Autoklávované vápenatokřemičité izolační prvky se zvýšenou tepelnou odolností podle bodu 1, vyznačující se tím, že množství stabilizační přísady odpovídá 0,5 až 2,5 % BaClg. .2H₂0, s výhodou 1,5 až 2,0 %, vztaženo na hmotnost výchozí směsi.

5. Autoklávované vápenatokřemičité izolační prvky se zvýšenou tepelnou odolností podle bodu 1 až 3, vyznačující se tím, že množství stabilizační přísady odpovídá 0,1 až 1 % BaSO^ s výhodou 0,4 až 0,ó %, vztaženo na hmotnost výchozí směsi.