CS272122B1

CS272122B1 - Admixture into refractory concrete

Info

Publication number: CS272122B1
Application number: CS878823A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Sevcik
Original assignee: Sevcik Frantisek
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS882387A1

Abstract

Řešení se týká přísady do žárobetonu projevující se jeho zvýšenou pevností po výpalu·. Přísada je určena,pro žávobetony s obsahem 70,5 až 89,5 hmotnostních - % kameniva silimanitiekého, mullitického, zejména však korundového a 10 až 25 hmotnostních % cementu. Obsahuje 0,5 až 4,5 hmotnostních % jemné příměsi na bázi jíloviňových materiálů o velikosti částic 0,2 až 20 mikrometrů, zejména kaolinu s obsahem FegOj pod 2 hmotnostní % nebo křemičitý úlet o velikosti částic 0,5 až 10 mikrometrů. Přísada může dále obsahovat 0,5 až 2,5 hmotnostních % 30-ti' procentního roztoku plastifikační přísady vztaženo k množství .cementu, zejména na bázi sulfonovaných polykondenzátů, naftalenů nebo melaminu.The solution relates to a refractory additive manifested by its increased strength after firing. The ingredient is intended for bait-concrete packets containing 70.5 to 89.5 weight percent -% of silimanite aggregate, mullitic, especially corundum and 10 to 25% by weight of cement. Contains 0.5 to 4.5 wt% fine admixtures based on clay materials having a particle size of 0.2 to 20 microns, especially kaolin containing FegOj below 2% by weight or silica fume having a particle size of 0.5 to 10 microns. The additive may further comprise 0.5 to 2.5 % by weight of a 30% solution plasticizing additives based on to the amount of .cement, especially based sulfonated polycondensates, naphthalenes or melamine.

Description

Vynález se týká přísady do žárobetonů a vysocehlinitanovými cementy, které si zachovávají nebo získávají vysoké pevnosti po výpalu za vysoké teploty.The invention relates to an additive for refractory concretes and high-alumina cements which retain or acquire high strengths after firing at high temperatures.

Žárobetony jsou monolitická staviva použitelná do vysokých teplot, tedy až do 2 000 ⁰ C, u kterých se pevnost dosahuje tvrdnutím cementů, tj. hydratací slínkových minerálů. Ohřevem zatvrdlých žárobetonů na vysoké teploty dochází k dehydrataci původně hydratovaných fází, a tím k částečné ztrátě pevnosti, protože hydraulická vazba přechází na vazbu keramickou. Ztráta původní pevnosti je značná. Pevnost v tlaku po výpalu u žárobetonů s hlinitanovými cementy klesá až na 50 %· Další nevýhodou žárobetonů s vysocehlinitanovými cementy jsou trvalé délkové nárůsty, které se projevují po výpalu nad 1 300 °C. Hodnoty těchto trvalých délkových nárůstů jsou závislé na druhu a kvalitě použitého vysocehlinitanového cementu. Mohou být i značně vysoké a způsobují v praxi značné potíže, přičemž mohou být i zdrojem vážných havárií. Tak například žárobeton složený z korundového kameniva a dvaceti hmot, procent kvalitního vysocehlinitanového cementu s obsahem sedmdesáti hmot, procent AlgO^ vykázal následující hodnoty. Pevnost v tlaku po vysušení 57,6 MPa, po výpalu na 1 600 °C klesla tato pevnost na 23,9 MPa. Pevnost v tahu za ohybu po vysušení představovala 4,0 MPa a po výpalu na 1 600 °C klesla na 3,3 MPa. Trvalé délkové změny po výpalu na 1 600 °C představovaly plus 1,6 %, Trvalé délkové změny žárobetonů se stejným obsahem méně kvalitního vysocehlinitanového cementu jsou mnohem vyšší. _ ____ _ .....Refractory concretes are monolithic building materials usable up to high temperatures, ie up to 2,000 ⁰ C, in which the strength is achieved by hardening of cements, ie by hydration of clinker minerals. By heating the hardened refractory concretes to high temperatures, the originally hydrated phases are dehydrated, and thus the strength is partially lost, because the hydraulic bond changes to a ceramic bond. The loss of the original fortress is considerable. Compressive strength after firing of refractory concretes with aluminous cements decreases up to 50% · Another disadvantage of refractory concretes with high-aluminous cements is the permanent length increases, which manifest themselves after firing above 1,300 ° C. The values of these permanent length increases depend on the type and quality of the high-alumina cement used. They can also be quite high and cause considerable difficulties in practice, and can also be a source of serious accidents. For example, refractory concrete composed of corundum aggregate and twenty masses, percent high-quality alumina cement containing seventy masses, percent AlgO 2 showed the following values. Compressive strength after drying 57.6 MPa, after firing at 1,600 ° C, this strength dropped to 23.9 MPa. The flexural tensile strength after drying was 4.0 MPa and dropped to 3.3 MPa after firing at 1,600 ° C. Permanent length changes after firing at 1,600 ° C were plus 1.6%. Permanent length changes of refractory concretes with the same content of lower quality high-alumina cement are much higher. _ ____ _ .....

Uvedené nedostatky odstraňuje přísada do žárobetonů, který obsahuje 70,5 až 89,5 hmot. % kameniva silimanitického, mullitického, zejména však korundového a 10 až 25 hmot. % cementu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 0,5 až 4,5 ' hmot. % jemné příměsi na bázi jílovinových materiálů o velikosti částic 0,2 až 20 mikrometrů, zejména kaolínu s obsahem pod 2 hmot. % nebo křemičitý úlet o velikosti částic 0,5 až 10 mikrometrů. Přísada může dále obsahovat 0,5 až 2,5 hmot. %These deficiencies are eliminated by the refractory concrete additive, which contains 70.5 to 89.5 wt. % of silimanitic, mullitic aggregates, but especially corundum aggregates and 10 to 25 wt. % of cement, according to the invention, the essence of which consists in that it contains 0.5 to 4.5% by weight. % of a fine admixture based on clay materials with a particle size of 0.2 to 20 micrometers, in particular kaolin with a content of less than 2 wt. % or silica fume with a particle size of 0.5 to 10 micrometers. The additive may further comprise 0.5 to 2.5 wt. %

30ti procentního roztoku plastifikační přísady vztaženo k množství cementu, zejména, na bázi sulfonovaných pólykondenzátů, naftalenů nebo melaminu.30% solution of plasticizer based on the amount of cement, in particular, based on sulfonated polycondensates, naphthalenes or melamine.

Výhody přísady do žárobetonů podle vynálezu jsou v tom, že uvedené velmi jemné příměsi reagují při vysokých teplotách s cementovým tmelem, čímž vytvářejí pevnější keramickou vazbu, než v případech bez této jemné přísady. Tyto přísady se přidávají jen v uvedených nízkých množstvích, aby nedocházelo ke snižování tepelné odolnosti hotového žárobetonů. Lze samozřejmě vědomě přidávat tyto přísady nad tuto hranici, přičemž se počítá s mírným snížením teploty použití, ale s výrazně vyššími hodnotami pevnosti v tlaku nebo v ohybu. Ve všech případech tyto přísady nejprve snižují a potom zcela odstraňují trvalé délkové nárůsty. Vzhledem k tomu, že příměsi reagují pouze s cementovým tmelem a jemnými částicemi kameniva, lze jako kamenivo použít všechny druhy korundového kameniva, tedy elektrotavený korund, nebo sintrovaný, tabulární, popřípadě i kuličkový, nebo kameniva vysocehlinitanová, například mullitická nebo silimanitická. Toto kamenivo samozřejmě musí odolávat teplotám, při kterých tyto přísady chemicky reagují, a to jsou teploty nad 1 300 °C. Těmito přísadami jsou především přírodní kaolin a velmi jemný kysličník křemičitý, které se k suchým žárobetonovým směsem přidávají v množství 0,5 až 4,5 hmot. %. Uvedené přísady reagují různě. Přísada kaolinu reaguje jako čistě keramické pojivo, které zvyšuje pevnosti sintrováním za vysokých teplot, a kysličník křemičitý reaguje s přítomným kysličníkem hlinitým zá vzniku mullitu, čímž nejenže po výpalu zvyšuje pevnost v tlaku, ale výrazně zvyšuje i pevnost v ohybu. Velmi podstatným důsledkem popsaného chování žárobetonových směsí f přísadami podle vynálezu je možnost výrazně snížit obsahy používaného vysocehlinitanového cementu, který je ekonomicky mimořádně náročnou surovinou. Zatímco suché žárobetonové směsi bez přísad podle vynálezu obsahují 17 až 25 hmot. % vysocehlinitanového cementu, směsi s přísadou jemných příměsí vykazují vynikající výsledky pevnosti po výpalu i s obsahy cementu kolem 12 hmot. %. Bližší obsahy žárobetonů podle vynálezu umožňují iThe advantages of the refractory concrete additive according to the invention are that said very fine admixtures react at high temperatures with the cementitious sealant, thus forming a stronger ceramic bond than in the cases without this fine admixture. These additives are added only in the stated low amounts in order not to reduce the heat resistance of the finished refractory concrete. Of course, it is possible to consciously add these additives above this limit, with a slight reduction in the temperature of use being expected, but with significantly higher values of compressive or flexural strength. In all cases, these additives first reduce and then completely eliminate permanent length increases. Due to the fact that the admixtures react only with cement putty and fine aggregate particles, all types of corundum aggregates can be used as aggregates, i.e. electro-melted corundum, or sintered, tabular or spherical, or high-alumina aggregates, for example mullitic or silimanitic. Of course, this aggregate must withstand the temperatures at which these additives react chemically, which are temperatures above 1,300 ° C. These additives are mainly natural kaolin and very fine silica, which are added to the dry refractory concrete mixtures in an amount of 0.5 to 4.5 wt. %. These ingredients react differently. The addition of kaolin reacts as a purely ceramic binder, which increases the strength by sintering at high temperatures, and silica reacts with the alumina present to form mullite, which not only increases the compressive strength after firing, but also significantly increases the flexural strength. A very significant consequence of the described behavior of the refractory concrete mixtures with the additives according to the invention is the possibility to significantly reduce the contents of the high-alumina cement used, which is an extremely economically demanding raw material. While the dry refractory concrete mixtures without additives according to the invention contain 17 to 25 wt. % of high-alumina cement, mixtures with the addition of fine admixtures show excellent results of strength after firing even with cement contents of about 12 wt. %. The closer contents of the refractory concretes according to the invention also allow

CS 272122 Bl použití superplastifikátorů, jejichž použitím se zvyšuje pevnost v tlaku po vysušení. Jedná se především o superplastifikátory na bázi sulfonovaných pólykondenzátů, naftalenů nebo melaminu. Uvedené superplastifikátory by v případě žárobetonů s obsahem dříve běžného množství vysocehlinitanového cementu, tedy v rozsahu 17 až 20 hmot. % byly bez přísad jemných příměsí zcela neúčinné.CS 272122 B1 the use of superplasticizers, the use of which increases the compressive strength after drying. These are mainly superplasticizers based on sulfonated polycondensates, naphthalenes or melamine. Said superplasticizers would, in the case of refractory concretes, contain a previously common amount of high-alumina cement, i.e. in the range of 17 to 20 wt. % were completely ineffective without the addition of fine admixtures.

Řešení podle vynálezu je blíže objasněno v následujících příkladech konkrétního provedení.The solution according to the invention is further elucidated in the following examples of a specific embodiment.

Příklad 1Example 1

Hmota byla vyrobena z 81 hmot. % elektrotaveného korundu s granulometrií O až 4 mm, 17 hmot. % vysocehlinitanového cementu se 70-ti procentním obsahem Al₂0^ a 2 hmot. % kaolinu o velikosti části 1,2 až 2,0 mikrometrů.The mass was made of 81 masses. % of molten corundum with a granulometry of 0 to 4 mm, 17 wt. % of high-alumina cement with a 70% Al ₂ O content and 2 wt. % kaolin with a particle size of 1.2 to 2.0 micrometers.

Žárobeton vyrobený z uvedené směsi vykázal následující hodnoty. Pevnost v tlaku po vysušení 32,3 MPa, po výpalu na 1 500 °C, 49,6 MPa, po výpalu na 1 600 °C 49,8 MPa a trvalá změna po výpalu činila +0,1 %.The refractory concrete made from said mixture showed the following values. Compressive strength after drying 32.3 MPa, after firing at 1,500 ° C, 49.6 MPa, after firing at 1,600 ° C 49.8 MPa and the permanent change after firing was + 0.1%.

Příklad 2Example 2

Hmota byla vyrobena z 87. hmot. % elektrotaveného korundu, z 12 hmot. % vysocehlinitanového cementu a 1 hmot.% kaolinu.The mass was made of 87th mass. % of molten corundum, from 12 wt. % of high-alumina cement and 1 wt.% of kaolin.

. Takto vyrobený žárobeton vykazoval pevnost v tlaku po vysušení 23,7 MPa, po výpalu na 1 5θ0 °C 30,4 MPa, po výpalu na 1 600 °C 36,4 MPa a trvalá změna po výpalu - na 1 600 °C činila +0,4 %.. The refractory concrete produced in this way showed a compressive strength of 23.7 MPa after drying, 30.4 MPa after firing at 15 ° C, 36.4 MPa after firing at 1,600 ° C and a permanent change after firing - at 1,600 ° C was + 0.4%.

Příklad 3Example 3

Hmota byla vyrobena z 81 hmot. % elektrotaveného korundu, 17 hmot. % vysocehlinitanového cementu a 2 hmot. % křemičitého úletu.The mass was made of 81 masses. % of molten corundum, 17 wt. % of high-alumina cement and 2 wt. % of silica fume.

Takto vyrobený žárobeton vykazoval pevnost v tlaku po vysušení 58,9 MPa, po výpalu na 1 500 °C 53,1 MPa, po výpalu na 1 600 °C 53,5 MPa a dále pevnost v tahu za ohybu po vysušení 9,6 MPa, po výpalu na 1 500 °C 12,4 MPa, po výpalu na 1 600 °C 21,5 MPa a trvalá změna po výpalu na 1 600 °C činila +0,1 %.The refractory concrete produced in this way showed a compressive strength of 58.9 MPa after drying, 53.1 MPa after firing at 1,500 ° C, 53.5 MPa after firing at 1,600 ° C and a flexural tensile strength of 9.6 MPa after drying. , after firing at 1,500 ° C 12.4 MPa, after firing at 1,600 ° C 21.5 MPa and the permanent change after firing at 1,600 ° C was + 0.1%.

Příklad 4Example 4

Hmota byla vyrobena z 86 hmot. % elektrotaveného korundu, 12 hmot. % vysocehlinitanového cementu a 2 hmot. % křemičitého úletu. K tomu byl při zpracování k záměsové vodě přidán superplastifikátor melaminformaldehydového typu v množství 1,5 hmot. % vztaženo na obsah cementu.The mass was made of 86 masses. % of molten corundum, 12 wt. % of high-alumina cement and 2 wt. % of silica fume. To this end, a melamine-formaldehyde-type superplasticizer was added to the mixing water in an amount of 1.5 wt. % based on cement content.

Uvedený žárobeton vykazoval pevnost v tlaku po vysušení 45,8 MPa, po výpalu naSaid refractory concrete showed a compressive strength after drying of 45.8 MPa, after firing at

500 °C 47,8 MPa, po výpalu na 1 600 °C 62,5 MPa a dále pevnost v tahu za ohybu po vysušení činila 9,7 MPa, po výpalu na 1 5θθ °C 13,9 MPa, po výpalu na 1 600 °C 14,3 MPa, přičemž trvalá změna po výpalu na 1 600 °C činila -0,9 %· Přísadou superplastifikátoru se zlepšila zpracovatelnost směsi.500 ° C 47.8 MPa, after firing at 1,600 ° C 62.5 MPa and further flexural tensile strength after drying was 9.7 MPa, after firing at 15θθ ° C 13.9 MPa, after firing at 1 600 ° C 14.3 MPa, the permanent change after firing to 1600 ° C being -0.9% · The addition of a superplasticizer improved the workability of the mixture.

Příklad 5Example 5

Hmota byla vyrobena z 81 hmot. % kameniva mullitického typu s obsahem AlgO^ 65 % s granulometrií od 0 do 8 mm, dále ze 17 hmot. % vysocehlinitanového cementu a 2 hmot. % křemičitého úletu.The mass was made of 81 masses. % of mullite-type aggregate with an AlgO content> 65% with a granulometry of 0 to 8 mm, further from 17 wt. % of high-alumina cement and 2 wt. % of silica fume.

Takto vyrobený žárobeton vykazoval pevnost v tlaku po vysušení 53,0 MPa a pevnost v tlaku po výpalu na 1 600 °C 40 MPa.The refractory concrete thus produced had a compressive strength after drying of 53.0 MPa and a compressive strength after firing at 1600 ° C of 40 MPa.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. An additive for refractory concrete which contains 70.5 to 89.5 wt. % of silimanitic, mullitic aggregate, but especially corundum aggregate, and 10 to 25 wt. % of cement, characterized in that it contains 0.5 to 4.5 wt. % of a fine admixture based on clay materials with a particle size of 0.2 to 20 micrometers, in particular kaolin with a content of less than 2 wt. %, or silica fume with a particle size of 0.5 to 10 micrometers.

2. The refractory concrete additive according to item 1, characterized in that it further comprises 0.5 to 2.5 wt. % Of a 30% solution of a plasticizer based on the amount of cement, in particular based on sulfonated polycondensates, naphthalenes or melamine.