PL192859B1 - Ogniotrwała masa betonowa - Google Patents

Abstract

Ogniotrwała masa betonowa, składająca się wagowo z kruszywa ogniotrwałego w ilości 80 - 90%, spoiwa hydraulicznego w ilości 5 - 10% oraz mikrokruszywa, znamienna tym, że zawiera glinokrzemianowe mikrokruszywo o uziarnieniu poniżej 4 μm, korzystnie w postaci andaluzytu i/lub sylimanitu i/lub kaolinu w ilości 5 -10% wagowych

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ogniotrwała masa betonowa o niskiej zawartości spoiwa hydraulicznego.

Wytwarzane dotąd ogniotrwałe masy betonowe o ograniczonej zawartości spoiwa hydraulicznego sporządzane są z kruszywa i mikrokruszywa ogniotrwałego oraz spoiwa hydraulicznego. Najczęściej w masach tych kruszywo stanowi 80 -90%, mikrokruszywo 5 - 10%,a spoiwo hydrauliczne 5 - 10% wagowych. Znanymi i najczęściej stosowanymi w masach betonowych spoiwami hydraulicznymi są cementy glinowe, kruszywem natomiast są różnego rodzaju ogniotrwałe składniki glinokrzemianowe np. palonka wysokoglinowa, kruszywo szamotowe, natomiast powszechnie stosowanym mikrokruszywem jest mieszanina tlenku glinu i krzemionki. Dobór poszczególnych składników decyduje o właściwościach użytkowych mas betonowych.

Z polskiego opisu patentowego nr 164 260 znany jest sposób wytwarzania betonów ogniotrwałych, polegający na tym, że do kruszywa w postaci palonki szamotowej albo wysokoglinowej, korundu spiekanego albo elektrokorundu, o uziarnieniu 0-10 mm, korzystnie 0-5 mm wprowadza się, obok ograniczonej zawartości cementu glinowego do ilości 2 -10% wagowych, aktywne mikropyły w postaci pyłu kalcynowanego, technicznego tlenku glinu lub korundu spiekanego o zawartości minimum 97%

Al₂O₃ i co najmniej 95% ziarn poniżej 60 μm, w tym minimum 50% ziarn poniżej 5 μm, w ilości 0 -10% wagowych oraz w postaci pyłu krzemionki bezpostaciowej, powstającej przy produkcji krzemu krystalicznego lub żelazokrzemu, o zawartości minimum 88% SiO2 i o uziarnieniu minimum 95% ziaren poniżej 60 μm, w tym minimum 50% poniżej 2 μm, w ilości 2 - 7% wagowych. Następnie po wymieszaniu składników w dowolnym mieszadle, zarabia się mieszankę wodnym roztworem trójpolifosforanu sodu w ilości 0,1 -0,2% wagowych suchego fosforanu na 100% suchej mieszanki, uzupełniając następnie ilość wody zarobowej aż do uzyskania jednorodnej masy betonowej o wilgotności 4,5-6,5%.

Ze zgłoszenia P-308018 znany jest beton ogniotrwały, który zawiera kruszywa ogniotrwałe, mikropyły SiO2 i Al2O3, cement glinowy oraz włókno organiczne naturalne lubsyntetyczne o grubości 0,1-1 mm i długości 5-30 mm w ilości 0-0,6% wagowych ponad 100% wag. suchej mieszanki betonowej i włókna stalowo-chromowe lub stalowo-chromowo-niklowe o grubości 0,4 - 0,6 mm i długości 20 -40 mm w ilości2 -6% wag. ponad 100% wag. suchej mieszanki betonowej.

Istnieje przekonanie, że w czasie pracy w odpowiednio wysokich temperaturach z mieszaniny tlenku glinu i krzemionki powstaje wysokoogniotrwała faza mulitowa, nie jest to jednak pogląd w pełni uzasadniony, gdyż masy betonowe często pracują w temperaturach nie przekraczających temperatury syntezy mulitu, a sama synteza nie przebiega w sposób łatwy.

W niektórych przypadkach, gdy kruszywem jest składnik ogniotrwały o wysokiej zawartości Al2O3 (około 80%), nie przereagowany na mulit tlenek glinu może utworzyć heksaglinian wapnia, powodujący niepożądaną rozszerzalność masy betonowej. Zjawisko to może ulec spotęgowaniu, zwłaszcza gdy stosuje się niektóre rodzaje cementów glinowych, w których składzie fazowym jest około 15% nie przereagowanego tlenku glinu.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad mas znanych.

Ogniotrwała masa betonowa, według wynalazku, składa się wagowo z kruszywa ogniotrwałego w ilości 80 - 90%, spoiwa hydraulicznego w ilości 5 -10% oraz glinokrzemianowego mikrokruszywa o uziarnieniu poniżej 4 μm w postaci andaluzytu i/lub sylimanitu i/lub kaolinu w ilości 5-10%.

Nieoczekiwanie okazało się, że wprowadzenie do składu takiego mikrokruszywa powoduje, że w czasie ogrzewania przemienia się ono autogennie w całej objętości w wysokoogniotrwałą fazę mulitową tworząc wysokoogniotrwałe, ceramiczne wiązanie mulitowe. Ponadto mikrokruszywo o uziarnieniu poniżej 4 μm, w środowisku wodnym daje pożądany efekt tiksotropowy, podwyższający wytrzymałość mechaniczną betonów w stanie surowym.

Rozmieszczone równomiernie w całej masie iglaste kryształy mulitu wpływają na dobre właściwości mechaniczne i termomechaniczne masy betonowej. Masa według wynalazku charakteryzuje się stabilnością zmian objętościowych w czasie pracy, dobrą odpornością na czynniki korozyjne w warunkach korozji żużlowej i siarkowej w urządzeniach ciepłowniczych, dobrą odpornością na zmiany temperatury i dobrymi własnościami termomechanicznymi.

Ponadto wyeliminowana została także taka niedogodność mas znanych, jaką jest duże prawdopodobieństwo niejednorodnego wymieszania dwóch składników mikrokruszywa.

PL 192 859B1

P r z y k ł a d 1

Masa składa się wagowo z:

85% kruszywo glinokrzemianowe o zawartości 44% Al2O3 w postaci palonki szamotowej

8% mikrokruszywo w postaci mikronizowanego andaluzytu o uziemieniu poniżej 4 μm 7% cement glinowy marki „70”

Do zarobienia masy betonowej dodaje się wodę w takiej ilości aby stosunek wody do cementu wynosił 0,5

Masa charakteryzuje się następującymi właściwościami:

porowatość otwarta w stanie surowym 10%

Porowatość otwarta po wygrzaniu w temp. 800°C 14% ₂

Wytrzymałość na ściskanie po wygrzaniu w temp. 800°C 60 KG/cm²

Odporność na nagłe zmiany temperatury > 30 zmian wodnych P r z y k ł a d 2

Masa składa się wagowo z:

85% kruszywo glinokrzemianowe o zawartości 44% Al2O3 w postaci palonki szamotowej 2% mikrokruszywo w postaci kaolinu suszonego o uziarnieniu poniżej 4 μ^ι 6% mikrokruszywo w postaci sylimanitu o uziarnieniu poniżej 4 μιτι 7% cement glinowy marki „70

Do zarobienia masy betonowej dodaje się wodę w takiej ilości aby stosunek wody do cementu wynosił 0,5

Masę zastosowano na sklepienia i przeloty gazowe kotłów energetycznych.

Masa charakteryzuje się następującymi właściwościami: porowatość otwarta w stanie surowym 12%

Porowatość otwarta po wygrzaniu w temp. 800°C 15% ₂

Wytrzymałość na ściskanie po wygrzaniu w temp. 800°C 80 KG/cm²

Odporność na nagłe zmiany temperatury > 30 zmian wodnych

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Ogniotrwała masa betonowa, składająca się wagowo z kruszywa ogniotrwałego w ilości 80 - 90%, spoiwa hydraulicznego w ilości 5 - 10% oraz mikrokruszywa, znamienna tym, że zawiera glinokrzemianowe mikrokruszywo o uziarnieniu poniżej 4 μm, korzystnie w postaci andaluzytu i/lub sylimanitu i/lub kaolinu w ilości 5 -10% wagowych.