Uprawniony z patentu: VEBPKM Anlagenbau Leipzig, Lipsk (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób wytwarzania ogniotrwalego betonu szamotowego, wiazanego za pomoca szkla wodnego Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania ogniotrwalego betonu szamotowego, wiazanego za pomoca szkla wodnego, posiadajacego wysoka wytrzymalosc cieplna i mechaniczna oraz doskonala odpornosc chemiczna, zwlaszcza na gazy bogate w CO- i CH4 oraz na kwasy.Wiadomo, ze przez dodanie 12—18% wagowych szkla wodnego do materialu dodawnango do szamotu o mieszanym uziarnieniu, mozna wytwarzac odporne na wysoka temperature betony szamotowe wiazane za pomoca szkla wodnego. Z reguly dodaje sie przy tym krzemian fluoro-sodowy w ilosciach okolo 10% (wago¬ wych) ilosci szkla wodnego, w celu przyspieszenia hartowania sie na wskros betonu. Ilosc materialu, dodawa¬ nego do betonu o przemiale < 0,1 mm nie przekracza przy tym 25% (wagowych) ilosci betonu. Stopien ipieknie- cia betonu pod obciazeniem okreslony jest niekorzystnym stopniem miekniecia szkla wodnego, pomimo wyso¬ kiej ogniotrwalosci pod obciazeniem materialu, dodawanego do szamotu. Przy tym wartosci ogniotrwalosci pod obciazeniem nie przekraczaja ta = 1100°C i te = 1150°C, przy czym punkt opadania stozka PK 141 lezy tylko w zakresie wytrzymalosci na wysoka temperature. Wytrzymalosc na obciazenie w temperaturze atmosferycznej jest dostatecznie wysoka, aby umozliwiac stosowanie techniczne, ale nie przekracza 300 kp/cm2. Otwarta poro¬ watosc wynoszaca 25,4-29% jest stosunkowo duza.Znane jest równiez otrzymywanie betonów szamotowych wiazanych za pomoca szkla wodnego z wyzsza ogniotrwaloscia pod obciazeniem, gdy ilosc drobnego ziarna szamotu < 0,1 mm zwiekszy sie do 35% (wago¬ wych) i gdy równoczesnie przyspieszacz twardnienia krzemian fluoro-sodowy zastapi sie cementem portlandz¬ kim. Przy tym dodatek cementu portlandzkiego z reguly wynosi 1% wagowy drobnego ziarna szamotu. Gestosc zastosowanego szkla wodnego zmniejsza sie do 1,25 g/cm3, aby przy zachowaniu obrabialnosci betonu obnizyc ilosc krzemianu sodowego. Ogniotrwalosc tego betonu równiez znajduje sie w zakresie odpornosci na wysoka temperature, jednakze przy ta = 1220°C i temperaturze krytycznej = 1360°C uzyskuje sie stosunkowo wysokie wartosci ogniotrwalosci pod obciazeniem. Przy tym wytrzymalosc na obciazenie w temperaturze atmosferycznej przy 22 kp/cm2 obniza sie do wartosci, która nie odpowiada juz wymaganiom technicznym. Tego rodzaju betony nie moga byc stosowane bez wstepnego wypalania wytworzonych z nich elementów budowlanych. Z tego powo¬ du jest stracona glówna zaleta betonu ognioodpornego.1 73933 Celem wynalazku jest zwiekszenie ogniotrwalosci pod obciazeniem, a tym samym cieplnej granicy zastoso¬ wania betonu szamotowego, wiazanego za pomoca szkla wodnego, ogólna znana porowatosc ze wzgledu na odpornosc chemiczna betonu powinna byc przynajmniej utrzymana, a jezeli to mozliwe —nawet zmniejszona.Z drugiej strony wytrzymalosc na obciazenie w temperaturze atmosferycznej powinna mozliwie przekraczac znane najwyzsze wartosci w celu umozliwienia bezposredniego stosowania betonu bez uprzedniego wypalania.W ten sposób powinno sie uzyskac beton ogniotrwaly, który bedzie mógl byc stosowany w tych zakresach temperatur, dla których dotychczas nadawaly sie tylko betony wiazane za pomoca cementu, a które z kolei na skutek obnizonej wytrzymalosci na obciazenie w temperaturze atmosferycznej w zakresach temperatur od 200-1000°C i ich malej odpornosci chemicznej, nie odpowiadaly wymaganiom w wielu dziedzinach zastoso¬ wania.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania betonu szamotowego, wiazanego za pomoca szkla wodnego, którego punkt opadania stozka znajduje sie w zakresie ogniotrwalosci i który posiada ogniotrwa¬ losc pod obciazeniem zblizona do ogniotrwalosci pod obciazeniem materialu, dodanego do szamotu. Sposób powinien równiez umozliwiac dalsze zwiekszenie wytrzymalosci pod obciazeniem w temperaturze atmosfery¬ cznej i zmniejszenie ogólnej porowatosci.Zadanie to wedlug wynalazku zostalo rozwiazane w ten sposób, ze miesza sie 12-16% wagowych szkla wodnego sodowego, 0,8-2,5% wagowych krzemianu fluoro-sodowego, 38—52% wagowych szamotu zuziarnie- niem<0,i m i 31—49% szamotu o uziamieniu od 0,1 do maksimum 40 mm wedlug znanej technologii be¬ tonu i dalej obrabia sie. Stosuje sie przy tym wieksza niz 70% wagowych. Ilosc drobnego ziarna szamotu < 0,1 mm przy srodku wiazacym, skladajacym sie ze szkla wodnego sodowego i drobnego ziarna. Szklo wodne sodowe i drobne ziarno w tym stosunku przy ogrzaniu betonu sa w stanie tak szybko dorównac zwiazkom o wysokiej ogniotrwalosci, ze temperature konca zmiekczania te uzyskuje sie dopiero przy temperaturach okolo 1400°C. Szczególny efekt polega przy "ym na tworzeniu sie mulitu. Punkt opadania stozka betonu wedlug wynalazku z PK 169 lezy w zakresie trwalosci.Jakkolwiek wedlug wynalazku nie mozna bylo oczekiwac równoczesnego wzrostu temperatury ta ognio¬ trwalosci pod obciazeniem, poniewaz poczatkowe zmiekczenie okreslane jest przez niskotopliwe wiazanie beto¬ nu, to równiez ta wielkosc znacznie wzrasta. Mieszanina drobnego ziarna szamotu < 0,1 m i szkla wodnego sodowego odgrywa wiec widocznie podwójna role. Wplywa ona po pierwsze na stopien zmiekczania pod obciaze¬ niem, a po drugie - doprowadza do okreslonej konsystencji swiezego betonu, która w czasie zageszczania betonu umozliwia uzyskanie maksymalnej gestosci. Ulozone scisle jedno obok drugiego grube ziarno materialu, doda¬ nego do szamotu przy podgrzaniu stanowi w pewnym sensie konstrukcje wsporcza i pomimo pierwszego zmiek¬ czenia czesci srodka wiazacego nie dopuszcza do scisniecia betonu. Wedlug wynalazku mozliwe jest równiez czesciowe lub calkowite zastapienie przyspieszacza twardnienia cementem portlandzkim, bez zmniejszenia wytrzymalosci na obciazenie w temperaturze atmosferycznej.Zaleca sie, aby przy calkowitym zastapieniu krzemianu fluoro-sodowego cementem portlandzkim ilosc cementu portlandzkiego wynosila 0,3—0,9% wagowych.Zaleta sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze beton, wytwarzany tym sposobem moze byc stoso¬ wany w znacznie wyzszych temperaturach roboczych, niz znane betony szamotowe wiazane szklem wodnym. Na skutek bardzo wysokiej temperatury koncowego zmiekczania, beton moze byc cieplnie obciazony przy dwu¬ stronnym wplywie temperatury przynajmniej az do temperatury — ta ogniotrwalosci pod obciazeniem, podczas gdy dotychczasowe betony, ze wzgledu na mala róznice temperatury zmiekczenia dopuszczaly tylko takie obciazenia, które znajdowaly sie w granicach od 100-150°C ponizej juz tak niskiej wartosci — ta. Temperatura opadania stozka betonu, wytwarzanego sposobem wedlug wynalazku znajduje sie w zakresie ogniotrwalosci, podczas gdy znane betony mogly byc okreslane tylko jako zaroodporne. Przy tym beton wytrzymuje równoczes¬ nie silne mechaniczne obciazenie przy montazu i w czasie pracy urzadzen, dla których ten beton zostanie zastoso¬ wany. Korzystna odpornosc chemiczna, która uzyskuje sie dzieki wiazaniu szklem wodnym, jest zwiekszona w przypadku betonu, otrzymanego sposobem wedlug wynalazku dzieki niezwykle malej porowatosci ogólnej.Dzieki wynalazkowi zostala wypelniona luka w szeiegu zaroodpornych i ogniotrwalych betonów, która istniala na skutek tego, ze dla temperatur powyzej 1000X mogly byc stosowane juz tylko betony wiazane cementem, które posiadaly wpiawdzie konieczna ogniotrwalosc pod obciazeniem, ale w wielu wypadkach nie posiadaly koniecznej odpornosci na gazy, bogate w CO i CH4 oraz na kwasy. W stosunku do wszystkich beto¬ nów, wiazanych cementem, beton wedlug wynalazku ma te zalete, ze jego wytrzymalosc na obciazenie w tempe¬ raturze atmosferycznej tylko nieznacznie sie obniza w zakresie temperatur od 200- 1000°C, podczas, gdy przy betonach wiazanych cementem czesto zostawala przekroczona technicznie mozliwa do zastapienia wielkosc odpornosci.73933 3 Przyklad I. W jednym z przykladów zastosowania beton ma nastepujacy sklad: 14,0% wagowych szkla wodnego sodowego, 1,5% wagowych krzemianu fluoro-sodowego, 41,5% wagowych drobnego ziarna sza¬ motu < 0,1 mm, 43,0% wagowych szamotu o ziarnie 0,1 min. Przy betonie o tym skladzie uzyskano nastepu¬ jace wartosci: ognioodpornosc PK 169 Ognioodpornosc pod obciazeniem ta 1136°C gestosc nasypowa bez wypalania te 1385°C wstepnego 2,05 g/cm3 odpornosc na*obciazenie w tempera¬ turze atmosferycznej (bez wypala¬ niawstepnego) 350 kp/cm2 ogólna porowatosc (bez wypalania wstepnego) 11,5% Przyklad II. Czesc przyspieszacza twardnienia zostala zastapiona cementem portlandzkim: 13,2% wagowych szkla wodnego sodowego, 0,7% wagowych krzemianu fluoro-sodowego, 0,3% wagowych cementu portlandzkiego, 43,0% wagowych drobnego ziarna szamotu <0,1 mm, 42,8% wagowych szamotu o ziarnie OJ nim. Beton ten posiadal nastepujace wartosci: ogiuotrwalos;; PK 167 ogniotrwalosc pod obciazeniem ta 1125°C te 1365°C gestosc nasypowa (bez wstepnego wypalania) 2,02 g/cm3 odpornosc pod obciazeniem w tem¬ peraturze atmosferycznej (bez wstepnego wypalania) 430 kp/cm2 ogólna porowatosc (bez wstepnego wypalania) 13,0% Przyklad III. Badano beton o nastepujacym skladzie: 15,5% wagowych szkla wodnego sodowego, 0,7% wagowych cementu portlandzkiego, 48,0% wagowych drobnego ziarna szamotu < 0,1 mm, 35,8% wago¬ wych szamotu o ziarnie 0,1 mm. Uzyskano nastepujace wartosci: ognioodpornosc ognioodpornosc pod obciazeniem ta te gestosc nasypowa (bez wypalania wstepnego) odpornosc pod obciazeniem w tem¬ peraturze atmosferycznej (bez wstepnego wypalania) ogólna porowatosc (bez wstepnego wypalania PK 171 1120°C 1370°C 2,01 g/cm3 375 kp/cm2 13,5% PL PL