Išradimas priklauso statybos pramonės sričiai, būtent ugniai atspariems betonams ir gali būti pritaikytas įvairių šiluminių agregatų iškloju įrengimui. Tradicinių ugniai atsparių betonų ilgalaikiškumas nėra pakankamas, ypač eksploatuojamų sudėtingomis sąlygomis (temperatūra - iki 1600 'C, agresyvi cheminė aplinka, dujų ir kietų dalelių srauto dilinantis poveikis, terminiai ciklai). Sunkiomis eksploatacijos sąlygomis pasižymi energetiniai katilai, kuriuose naudojamas biokuras ir deginamos įvairios atliekos. Plečiantis biokuro, medicininių ir komunalinių atliekų panaudojimui bei įdiegiant efektyvius degimo procesus (pvz. „verdančiame sluoksnyje“), naujų medžiagų, skirtų eksploatuoti sunkiose sąlygose, sukūrimas galėtų užtikrinti efektyvią tokių energetinių agregatų eksploataciją Lietuvoje ir visame pasaulyje. Be to, yra aktualu modernizuoti ir senus naftos, chemijos, keramikos, medienos ir kitų pramonės šakų šiluminius agregatus, taikant naujas ilgaamžes ugniai atsparias medžiagas. Išnagrinėti keli ugniai atsparaus betono išradimai. Žinoma ugniai atsparaus betono kompozicija (patentas LT 5741). Gautos medžiagos gniuždomasis stipris: po 3 parų kietėjimo normaliomis sąlygomis 30-37 MPa, po terminio apdorojimo 110° ir 800 °C temperatūrose - 36, 40 MPa. Žinomas kitas ugniai atsparus betonas (patentas LT 5747). Gautos medžiagos gniuždomasis stipris: po 3 parų kietėjimo normaliomis sąlygomis 60-65 MPa, po terminio apdorojimo 110°, 800°, 1000 "C temperatūrose -140,157,160 MPa. Šių skirtingų gaminių gniuždymo stipris yra pakankamas, tačiau nepakankamas tokių betonų terminis patvarumas, atsparumas šlakams (t.y. atliekų deginimo produktams).The invention relates to the construction industry, namely to refractory concrete, and can be adapted for the installation of the lining of various thermal units. The durability of traditional refractory concrete is not sufficient, especially in difficult conditions (temperature - up to 1600 'C, aggressive chemical environment, gas and solid particle flow wear, thermal cycles). In heavy operating conditions, there are energy boilers that use biofuels and burn various waste. By expanding the use of biofuels, medical and communal waste and implementing efficient combustion processes (eg in a "boiling layer"), the development of new materials for use in severe conditions could ensure efficient operation of such energy assemblies in Lithuania and worldwide. In addition, it is important to modernize the old oil, chemical, ceramic, wood and other thermal aggregates using new durable refractory materials. Several inventions of refractory concrete have been investigated. The composition of refractory concrete is known (U.S. Pat. No. 5,741). Compressive strength of the resulting material: after 3 days of curing under normal conditions 30-37 MPa, after heat treatment at 110 ° and 800 ° C - 36, 40 MPa. Other fire-resistant concrete is known (U.S. Patent No. 5,747). Compressive strength of the resulting material: after 3 days of curing under normal conditions 60-65 MPa, after thermal treatment at 110 °, 800 °, 1000 ° C -140,157,160 MPa. The compressive strength of these different products is sufficient, but insufficient thermal stability of these concrete, slag resistance (ie for waste incineration).
Yra žinomas ugniai atsparus betonas, į kurio sudėtį įeina rišiklis - aliuminatinis cementas, stambus užpildas - porceliano gamybos atliekos, dispersinis užpildas -korundo dulkės, plastiklis - techninis lignosulfonatas, papildomas rišiklis - ugniai atsparus molis, be to, įeina malto korundo vandeninė suspensija, esant tokiam komponentų santykiui, masės %: aliuminatinis cementas 4-8, porceliano gamybos atliekos 45 - 60, korundo dulkės 5-10, ugniai atsparus molis 10-20, malto korundo vandeninė suspensija 4-10, plastiklis - techninis lignosulfonatas 1 - 2 (patentas RU 2055054, C04 B 35/66). Žinomas ugniai atsparus betonas, kuris yra atsparus išlydytų metalų ir šlakų korozijai, sudarytas iš granulių dalies ir matricos, granuliuotos medžiagos frakcijos, kurios dydis mažiau kaip 0,1 mm, reaktyvusis silicio dioksidas, aliuminatinis cementas ir priedas, mažinantis drėkinimąsi. Užpildo dalis sudaryta iš korundo-mulito klinkerio, kurio sudėtyje yra ne mažiau kaip 78 % AI2O3, matricos dalis yra 25-40%, j kurios sudėtį įeina chromo oksido ir/arba cirkonio oksido, kurio kiekis matricoje yra 15-70% kiekio nuo aliuminatinio cemento ir reaktyviojo aliuminio dioksido kiekio (patentas PL 357063, C04B35/66).There is a known refractory concrete, which includes a binder - aluminum cement, bulk filler - porcelain waste, dispersive filler - corundum dust, plastic - technical lignosulfonate, additional binder - refractory clay, and also contains ground corundum aqueous suspension at for such component ratios,% wt: aluminum cement 4-8, porcelain waste 45-60, corundum dust 5-10, refractory clay 10-20, ground corundum aqueous suspension 4-10, plastic lignosulfonate 1 - 2 plastic (patent RU 2055054, C04 B 35/66). Known refractory concrete, which is resistant to corrosion of molten metals and slags, consisting of a part of a granule and a matrix, a fraction of granular material of less than 0.1 mm, reactive silica, aluminate cement and additive reducing irrigation. The part of the filler consists of a corundum-mulit clinker containing at least 78% Al2O3, 25-40% of the matrix containing chromium oxide and / or zirconium oxide containing 15-70% of the aluminum in the matrix the amount of cement and reactive aluminum dioxide (patent PL 357063, C04B35 / 66).
Artimiausia pagal paskirtį, savybes ir sudėtį medžiaga (prototipas) aprašyta patente LT 5747. Jame pateikta medžiaga, kurią sudaro aliuminatinis cementas (8-12 %), silicio dioksido mikrodulkės (3-7 %), maltas mulitas (15-25 %), mulito užpildas (60-80 %), plastikliai (0,05-0,25 %) ir vanduo (likęs kiekis). Šios medžiagos, kuri galėtų būti naudojama energetinių agregatų išklojos gamybai, savybės: gniuždomasis stipris po 3 parų kietėjimo normaliomis sąlygomis - 60-65 MPa ir po apdorojimo aukštose temperatūrose - 148-165 MPa. Šios betono kompozicijos trūkumas yra didelis susitraukimas (iki 0,5 %) po degimo 800-1200 °C, nepakankamai geros technologinės charakteristikos, mažas terminis patvarumas. Išradimo tikslas - sukurti vidutinio cemento kiekio ugniai atsparų betoną su kalcio aliuminatiniu užpildu. Užpildas pagamintas iš klinkerio, naudojamo kalcio aliuminatinio cemento gamyboje. Fazinė klinkerio bandinio sudėtis pateikta 1 lentelėje. 1 lentelė. Klinkerio mineraloginė sudėtisThe closest to the intended use, properties and composition of the material (prototype) is described in U.S. Pat. No. 5,747. (60-80%), plasticizers (0.05-0.25%) and water (residual content). The properties of this material, which could be used for the production of lining for energy assemblies, are: compressive strength after 3 days of curing under normal conditions - 60-65 MPa and after treatment at high temperatures - 148-165 MPa. The disadvantage of this concrete composition is a high shrinkage (up to 0.5%) after burning at 800-1200 ° C, insufficiently good technological characteristics, low thermal stability. The object of the invention is to create a medium cement refractory concrete with calcium aluminate filler. The filler is made of clinker used in the production of calcium aluminate cement. The phase composition of the clinker sample is given in Table 1. Table 1. Mineralogical composition of clinker
Naujasis betonas su kalcio aliuminatiniu užpildu po degimo aukštose temperatūrose yra beveik trigubai stipresnis nei vidutinio cemento kiekio ugniai atsparus betonas su šamoto užpildu, mažo poringumo ir mažo aukštatemperatūrinio susitraukimo, aukšto korozinio atsparumo, gali 20-30 % padidinti energetinių agregatų išklojos konstrukcijų ilgalaikiškumą. Esminis siūlomos kompozicijos privalumas - geros technologinės savybės, užtikrinančios kokybiško betono pagaminimą, naudojant ypač mažą vandens kiekį (< 5 %). Šis tikslas pasiekiamas tuo, kad ugniai atsparaus betono kompozicijoje, j kurios sudėtį įeina kalcio aliuminatinis užpildas, silicio dioksido mikrodulkės, reaktyvinis aliuminio oksidas, maltas dispersinis šamotas, mikropluošto priedas imamas toks komponentų santykis, masės %: aliuminatinis cementas 8-12; silicio dioksido mikrodulkės 3-7; dispersinis užpildas 13-18; reaktyvusis AI2O3 3-7; kalcio aliuminatinis (klinkerinis) užpildas 60-80; plastikliai 0,15-0,25; mikropluoštas 0,01 - 0,03; lietiklis 0,01 - 0,03; vanduo š 5. Išradimo esmė yra ta, kad vidutinio cemento kiekio betone galima sumažinti vandens kiekį iki 5 % nebloginant technologinių betono mišinio charakteristikų.The new concrete with calcium aluminate filler after high temperatures is almost triple stronger than medium cement refractory concrete with chamomile filler, low porosity and low high temperature shrinkage, high corrosion resistance, can increase the durability of lining structures for energy aggregates by 20-30%. The essential advantage of the proposed composition is the good technological properties that ensure the production of high quality concrete with extremely low water content (<5%). This objective is achieved by the fact that the composition of refractory concrete containing calcium aluminate filler, silica microspheres, reactive aluminum oxide, ground dispersed chamotte, microfibre additive takes the following proportion of components, weight%: Aluminum cement 8-12; micro-silicon dioxide 3-7; dispersive filler 13-18; reactive Al 2 O 3 3-7; calcium aluminate (clinker) filler 60-80; plasticizers 0.15-0.25; microfiber 0.01 to 0.03; 0.01 to 0.03; The essence of the invention is that the average cement content in concrete can reduce the amount of water to 5% without deteriorating the technological characteristics of the concrete mixture.
Optimalūs komponentų, įeinančių į kompozicijos sudėtį, kiekiai, nustatyti atliekant eksperimentus. Išradimas yra iliustruojamas pavyzdžiais. 1 ugniai atsparaus betono pavyzdys. Betono sudėtis masės % tokia: aliuminatinis cementas 12; silicio dioksido mikrodulkės 5; dispersinis užpildas 15; aliuminatinio cemento klinkerio užpildas 63; natrio tripolifosfatas ir polikarboksilatinis esteris 0,2; polipropileno ir anglies mikropluoštas - 0,03; citrinos rūgštis - 0,02; vanduo -< 5. 2 ugniai atsparaus betono pavyzdys. Betono sudėtis masės % tokia: aliuminatinis cementas 12; silicio dioksido mikrodulkės 5; dispersinis užpildas 15; aliuminatinio cemento klinkerio užpildas 63; natrio tripolifosfatas ir polikarboksilatinis esteris 0,2; citrinos rūgštis - 0,02; vanduo - < 5.Optimal quantities of components included in the composition as determined by experiments. The invention is illustrated by examples. 1 example of refractory concrete. Concrete composition% by weight: Aluminum cement 12; micro-silicon dioxide 5; dispersive filler 15; aluminum cement clinker filler 63; sodium tripolyphosphate and polycarboxylic ester 0.2; polypropylene and carbon microfiber - 0.03; citric acid - 0.02; water - <5. 2 example of refractory concrete. Concrete composition% by weight: Aluminum cement 12; micro-silicon dioxide 5; dispersive filler 15; aluminum cement clinker filler 63; sodium tripolyphosphate and polycarboxylic ester 0.2; citric acid - 0.02; water - <5.
Betono fizikiniai, mechaniniai rodikliai pateikti 2 lentelėje. 2 lentelė. Pagrindiniai išradimo esmę apibūdinantys požymiai ir privalumaiPhysical, mechanical indicators of concrete are given in Table 2. Table 2. The main features and advantages of the invention
Bandymai atlikti prisilaikant LST EN ISO 1927-6:2013 standarto. šiame išradime pateikiamas ugniai atsparus betonas pasižymi geromis technologinėmis, ypatingai aukštomis mechaninėmis ir eksploatacinėmis savybėmis, galimybe valdyti betono Teologines savybes, atsižvelgiant į oro arba darbo sąlygas ir prognozuoti betono struktūros savybes.Tests were performed in accordance with LST EN ISO 1927-6: 2013 standard. The fire-resistant concrete of the present invention has good technological, especially high mechanical and operational properties, the ability to control the theological properties of the concrete, taking into account the air or working conditions and predicting the properties of the concrete structure.