RU2320617C2 - Огнеупорная бетонная смесь - Google Patents
Огнеупорная бетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320617C2 RU2320617C2 RU2006104160/03A RU2006104160A RU2320617C2 RU 2320617 C2 RU2320617 C2 RU 2320617C2 RU 2006104160/03 A RU2006104160/03 A RU 2006104160/03A RU 2006104160 A RU2006104160 A RU 2006104160A RU 2320617 C2 RU2320617 C2 RU 2320617C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- alumina
- mixture
- refractory
- spinel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к изготовлению огнеупорных изделий, выполнению монолитных футеровок различных высокотемпературных агрегатов в металлургии и других отраслях промышленности. Огнеупорная бетонная смесь для изготовления низкоцементного огнеупорного бетона содержит, мас.%: огнеупорный заполнитель на основе оксида алюминия фр.6-3 мм 20-25, фр.3-1 мм 13-25, фр.1-0 мм 8-20 и алюмомагнезиальную шпинель фр. 0,5-0 мм 10-20, меламиновый или поликарбоксилатный пластификатор 0,045-0,07 (сверх 100%), тонкодисперсную матрицу фр.<0,063 мм 15-30 и высокоглиноземистый цемент фр.0,045 мм 2-8, дисперсный глинозем фр.0,0075 0,2-0,4 (сверх 100%). В качестве тонкодисперсной матрицы смесь содержит, мас.%: корунд фр.<0,063 мм 35-40, реактивный глинозем фр.<0,005 мм 35-40 и алюмомагнезиальную шпинель фр.<0,063 мм 30-20. Огнеупорная бетонная смесь дополнительно содержит органическое волокно 0,02-0,05 мас.% (сверх 100%). Технический результат - повышение термостойкости и снижение открытой пористости. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к изготовлению огнеупорных изделий, выполнению монолитных футеровок различных высокотемпературных агрегатов в металлургии и других отраслях промышленности.
Известен огнеупор, включающий огнеупорный наполнитель, в качестве связующего используют глиноземистый цемент, тонкодисперсный Al2О3, SiO2, добавку MgO, дефлокулянт (Патент ГДР №267387, МКИ С04В 35/66, 1987). Недостатком этого бетона являются невысокие высокотемпературная прочность и температура применения (около 1450°С).
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является огнеупорная бетонная смесь, содержащая огнеупорный заполнитель на основе оксида алюминия, в качестве связующего - комплекс тонкодисперсных материалов, включающий Al2O3 или смесь Al2О3 и SiO2 фр.6-0,1 мкм, высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент, оксид магния или алюмомагнезиальную шпинель фр.<20 мкм, дефлокулянт при следующем соотношении компонентов, мас.%: огнеупорный заполнитель фр.7-3 мм 25-45, фр.3-1 мм 15-35, фр.1-0 мм 20-45, Al2О3 или смесь Al2О3 и SiO2 фр.6-0,1 мкм 2-25, высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент фр.<40 мкм 2-8, MgO или алюмомагнезиальная шпинель фр.<20 мкм 5-15, дефлокулянт 0,1-1,5 (Патент РФ №2140407, МКИ С04В 35/66, 1999).
Недостатком этой бетонной смеси является присутствие тонкодисперсного оксида магния, который склонен к гидратации, а это приводит к взрывному растрескиванию футеровки в процессе ее сушки и снижению термостойкости.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение термостойкости, снижение открытой пористости и расширение ассортимента используемых огнеупорных заполнителей без изменения тонкодисперсной матрицы.
Решение проблемы достигается в результате использования огнеупорной бетонной смеси, содержащей в качестве огнеупорного заполнителя - корунда, или муллитокорунда, или андалузита и алюмомагнезиальную шпинель, комплексное тонкодисперсное связующее, включающее матрицу и высокоглиноземистый цемент, а также пластификатор и дополнительно диспергирующий глинозем при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Огнеупорный заполнитель | фр.6-3 мм | 20-25 |
| фр.3-1 мм | 13-25 | |
| фр.1-0 мм | 8-20 | |
| Алюмомагнезиальная шпинель | фр.0,5-0 мм | 10-20 |
| Высокоглиноземистый цемент | фр.<0,045 мм | 2-8 |
| Меламиновый или поликаброксилатный пластификатор | 0,045-0,07 (сверх 100%) | |
| Диспергирующий глинозем | фр.<0,0075 мм | 0,2-0,4 (сверх 100%) |
| а тонкодисперсная матрица | фр.<0,063 мм | 15-30 |
включает корунд фр.<0,063 мм в количестве 35-40 мас.%, реактивный глинозем фр.<0,005 мм 35-40 мас.% и алюмомагнезиальную шпинель фр.<0,063 мм 30-20 мас.%.
Кроме того, в смесь дополнительно вводят органическое волокно в количестве 0,02-0,05 мас.% (сверх 100%).
Использование органического волокна в огнеупорной бетонной смеси ускоряет и облегчает процесс удаления влаги во время термообработки и обжига, таким образом, уменьшается напряжение и риск растрескивания и разрыва бетона. В качестве органических применяют полиакрилонитриловые, полиэтиленовые, полиамидные и полипропиленовые волокна, но при этом длина волокон должна быть не более 6 мм, а их диаметр не более 25 мкм. Более длинные волокна ухудшают кладочные свойства. Применение волокон диаметром свыше 25 мкм приводит к увеличению диаметра пор в бетоне при термообработке и, соответственно, снижению прочности. Использование в предлагаемой огнеупорной бетонной смеси, например, органического волокна в количестве 0,02-0,05% (сверх 100) является оптимальным и способствует повышению термостойкости, характеризуемой числом теплосмен до появления трещин.
В качестве пластификатора в предлагаемой шихте используют меламиновый или поликарбоксилатный пластификаторы.
Принцип действия пластификаторов - электростатическое диспергирование. Кроме того, поликарбоксилатные пластификаторы имеют стерическую структуру полимера, характеризующуюся длинными боковыми цепями. При стерической стуктуре вокруг цементных зерен образуется абсорбционный слой, который приводит к снижению внутреннего трения. За счет действия сил электростерического отталкивания разрушаются агломераты минеральных частиц, что способствует выходу воды, попавшей в агломераты.
В предлагаемой огнеупорной бетонной смеси вяжущая система является полидисперсной и наряду с высокоглиноземистым цементом содержит матрицу, представляющую собой тонкодисперсные компоненты: корунд фр.<0,063 мм в количестве 35-40 мас.%, реактивный глинозем фр.<0,005 мм в количестве 35-40 мас.% и алюмомагнезиальную шпинель фр.<0,063 мм 30-20 мас.%. Указанная вяжущая система включает тонкодисперсные материалы, характеризующиеся низкотемпературным (до 1000-1100°С) упрочнением. Применение высокоглиноземистого цемента, содержащего не менее 70% Al2О3, не более 25% СаО, в количестве 2-8 мас.% в составе комплексного тонкодисперсного связующего для огнеупорной бетонной смеси является оптимальным. Такое количество высокоглиноземистого цемента обеспечивает при минимальном содержании СаО в бетонной смеси прочность, уменьшает влажность смеси.
Использование в комплексном тонкодисперсном связующем матрицы, содержащей Al2O3 не менее 92%, MgO не менее 6,0%, Fe2О3 0,4%, способствует улучшению реологических свойств и получению формовочной системы с очень низкой (5%) влажностью. Применение тонкодисперсной матрицы в количестве 15-30 мас.% в составе огнеупорного бетона позволяет уменьшить содержание высокоглиноземистого цемента до 2-8 мас.% и в конечном итоге получить высокие значения термостойкости. Введение в матрицу реактивного глинозема, который представляет собой ультрадисперсный материал (размер частиц <5 микрон), в количестве не менее 35%, корунда фр.<0,063 мм 35-40 мас.% и алюмомагнезиальной шпинели фр.<0,063 мм 35-40 мас.% является оптимальным. Поскольку с одной стороны происходит уменьшение содержание высокоглиноземистого цемента в смеси за счет введения тонкодисперсной матрицы - материала с увеличенной удельной поверхностью и, следовательно, с реакционной способностью частиц, которые активнее вступают в гидратацию. С другой стороны, при росте продуктов гидратации наблюдается резкое падение пластифицирующего эффекта. Поэтому в смесь вводится добавка пластификатора 0,045-0,07 мас.% (сверх 100%).
Для регулирования процессов схватывания и укладки используется диспергирующий глинозем.
Применение меламинового или поликарбоксилатного пластификатора при оптимально подобранном зерновом составе дает эффект разжижения смеси и последующее тиксотропное структурообразование при условиях низкой объемной доли жидкости и достаточной гидратации высокоглиноземистого цемента, что в свою очередь позволяет получить монолитные футеровки за сравнительно короткое время.
Подобранный зерновой состав, а именно, использование крупнозернистой составляющей (огнеупорный заполнитель фр.6-3 мм 20-25 мас.%, фр.3-1 мм 13-25 мас.%, фр.1-0 мм 8-20 мас.%) и введение мелкозернистой составляющей (алюмомагнезиальной шпинели фр.0,5-0 мм в количестве 10-20 мас.%), его распределение в предлагаемой бетонной смеси снижает пористость при формовании.
Введение алюмомагнезиальной шпинели в смесь обусловлено еще и тем, что шпинель имеет повышенную устойчивость к воздействию металла, металлургических шлаков, устойчивость к воздействию переменной окислительно-восстановительной атмосферы в тепловых агрегатах. Высокая термостойкость шпинели характеризуется низким коэффициентом термического расширения и высокой теплопроводностью.
Примеры реализации изобретения
Приготовление массы для образца №1 осуществляют в смесителе периодического действия: электрокорунд фракции 6-3 мм в количестве 25 мас.%, фракции 3-1 в количестве 13 мас.% и фракции 1-0 в количестве 8 мас.%, алюмомагнезиальная шпинель фракции 0,5-0 мм в количестве 20 мас.%, тонкодисперсная матрица в количестве 30 мас.%, высокоглиноземистый цемент фракции менее 45 мкм в количестве 4 мас.%, суперпластификатор поликарбоксилатный 0,045 мас.% (сверх 100%) и диспергирующий глинозем ADS1 0,2 мас.% (сверх 100%) смешивают в сухом виде в течение 2-3 минут, добавляют воду в количестве 5-6 мас.% (сверх 100%) и перемешивают в течение 4-5 минут.
Приготовление массы для образцов №2 и №3 аналогично, а для образца №4 в смеситель дополнительно вводят полипропиленовое волокно марки "Polysteen cut F-0782" в количестве 0,035 мас.% (сверх 100%), затем все компоненты смешивают в сухом виде в течение 1-2 минут, добавляют воду в количестве 5 мас.% (сверх 100%) и перемешивают в течение 4-5 минут.
Полученной массой заполняют формы без применения вибрации, в которых она находится до полного затвердевания. После извлечения изделий из форм они выдерживаются в естественных условиях до 5 суток. Затем изделия подвергаются термообработке при 1300°С.
В остальных примерах приготовление смеси осуществляется аналогично, но формование образцов производится с применением минимальной вибрации.
На образцах определяли предел прочности при сжатии (ГОСТ 4070.1-00), открытую пористость (ГОСТ 2409-95), термостойкость (ГОСТ 7875.0-94).
Использование бетонной смеси на месте у потребителя производят следующим образом: готовая сухая смесь подается в смеситель периодического действия, перемешивается в течение 1-2 минут насухо, затем добавляется необходимое количество воды (~6% сверх 100% массы). Полученной массой производится футеровка или ремонт металлургического агрегата.
В таблице 1 приведены составы смесей и физико-механические свойства образцов.
| Таблица 1 | |||||
| Наименование компонента | Содержание компонентов в составах, % | ||||
| Состав №1 | Состав №2 | Состав №3 | Состав №4 | Прототип | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Корунд, сод. Al2O3>98% фр.7-3 мм | - | - | - | - | 35 |
| Корунд, сод. Al2O3 не менее 98,8% фр.6-3 мм | 25 | - | - | 22 | - |
| Корунд, сод. Al2O3 не менее 98,8% фр.3-1 мм | 13 | - | - | 15 | 26 |
| Корунд, сод. Al2O3 не менее 98,8% фр.1-0 мм | 8 | - | - | 10 | 20 |
| Шамот, сод. Al2O3 не менее 78% фр.6-3 | - | 25 | - | - | - |
| Шамот, сод. Al2O3 не менее 78% фр.3-1 | - | 15 | - | - | - |
| Шамот, сод. Al2O3 не менее 78% фр.1-0 | - | 20 | - | - | - |
| Андалузит, сод. Al2O3 не менее 57,6% фр.6-3 | - | - | 30 | - | - |
| Андалузит, сод. Al2O3 не менее 57,6% фр.3-1 | - | - | 15 | - | - |
| Андалузит, сод. Al2O3 не менее 57,6% фр.1-0 | - | - | 10 | - | - |
| Ультрадисперсный порошок фр.6-0,1 мкм | - | - | - | - | 11 |
| Алюмомагнезиальная шпинель фр.0,5-0 мм | 20 | 15 | 15 | 21 | - |
| Алюмомагнезиальная шпинель фр.<20 мкм | - | - | - | - | 5 |
| Тонкодисперсная матрица | 30 | 20 | 22 | 28 | - |
| ВГЦ | 4 | 5 | 8 | 4 | 2 |
| Пластификатор | 0,045 | 0,07 | 0,07 | 0,045 | 1,0 |
| Органическое волокно | - | - | - | 0,035 | - |
| Диспергирующий глинозем | 0,2 | 0,4 | 0,4 | 0,2 | - |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 90 | 85 | 60 | 91 | 80 |
| Открытая пористость, % | 21 | 20 | 19 | 20 | 22 |
| Термостойкость, т/см (1300°С-вода) | 30 | 27 | 100 | 34 | 25 |
Claims (2)
1. Огнеупорная бетонная смесь для изготовления низкоцементного огнеупорного бетона, включающая огнеупорный заполнитель на основе оксида алюминия, комплексное тонкодисперсное связующее и пластификатор, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит диспергирующий глинозем, алюмомагнезиальную шпинель фр.0,5-0 мм, в качестве комплексного тонкодисперсного связующего используют тонкодисперсную матрицу фр. менее 0,063 мм и высокоглиноземистый цемент, меламиновый или поликарбоксилатный пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
включает корунд фр.<0,063 мм 35-40 мас.%, реактивный глинозем фр.<0,005 мм 35-40 мас.% и алюмомагнезиальную шпинель фр.<0,063 мм 30-20 мас.%.
2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит органическое волокно 0,02-0,05 мас.% (сверх 100%).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006104160/03A RU2320617C2 (ru) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Огнеупорная бетонная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006104160/03A RU2320617C2 (ru) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Огнеупорная бетонная смесь |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006104160A RU2006104160A (ru) | 2007-09-10 |
| RU2320617C2 true RU2320617C2 (ru) | 2008-03-27 |
Family
ID=38597724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006104160/03A RU2320617C2 (ru) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Огнеупорная бетонная смесь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2320617C2 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539056C1 (ru) * | 2011-03-21 | 2015-01-10 | Сентер Фор Эбрейсивз Энд Рифрэкториз Рисерч Энд Девелопмент С.А.Р.Р.Д. Гмбх | Состав для формованных или неформованных огнеупоров или печной арматуры |
| RU2550626C1 (ru) * | 2014-03-04 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Огнеупорная бетонная композиция |
| RU2579092C1 (ru) * | 2015-02-02 | 2016-03-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Огнеупорная бетонная смесь |
| RU2610016C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-02-07 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Огнеупорная бетонная смесь |
| RU2625580C1 (ru) * | 2016-05-26 | 2017-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью "СпецОгнеупорКомплект" | Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов |
| RU2698390C1 (ru) * | 2018-06-07 | 2019-08-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Огнеупорная бетонная смесь |
-
2006
- 2006-02-10 RU RU2006104160/03A patent/RU2320617C2/ru active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539056C1 (ru) * | 2011-03-21 | 2015-01-10 | Сентер Фор Эбрейсивз Энд Рифрэкториз Рисерч Энд Девелопмент С.А.Р.Р.Д. Гмбх | Состав для формованных или неформованных огнеупоров или печной арматуры |
| US9040442B2 (en) | 2011-03-21 | 2015-05-26 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Shaped or unshaped refractory or kiln furniture composition |
| RU2550626C1 (ru) * | 2014-03-04 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Огнеупорная бетонная композиция |
| RU2579092C1 (ru) * | 2015-02-02 | 2016-03-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Огнеупорная бетонная смесь |
| RU2610016C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-02-07 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Огнеупорная бетонная смесь |
| RU2625580C1 (ru) * | 2016-05-26 | 2017-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью "СпецОгнеупорКомплект" | Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов |
| RU2698390C1 (ru) * | 2018-06-07 | 2019-08-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Огнеупорная бетонная смесь |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006104160A (ru) | 2007-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102013001927B4 (de) | Geopolymer-Bindemittelsystem für Feuerbetone, trockener Feuerbetonversatz enthaltend das Bindemittelsystem sowie die Verwendung des Versatzes | |
| AU2010336026B2 (en) | Fly ash processing and manufacture of articles incorporating fly ash compositions | |
| EP2758356B1 (de) | Verfahren zur herstellung leichter, keramischer werkstoffe | |
| ES2542995T3 (es) | Preparación para producir materiales refractarios | |
| DE69735116T2 (de) | Hydraulisches monolithisches feuerfestes Material, das ein calziumoxidfreies Bindemittel enthält und aus durch Hydrieren aktivierbarem Aluminiumoxid und Magnesiumoxid besteht | |
| EP2462075B1 (de) | Zusammensetzung für einen feuerleichtstein mit hohem anorthitanteil | |
| RU2320617C2 (ru) | Огнеупорная бетонная смесь | |
| JP2019503958A (ja) | 耐火性マグネシアセメント | |
| EP0809614B1 (en) | Castable refractory systems | |
| Golshan et al. | Microstructure and properties of colloidal silica bonded magnesite castable refractories | |
| JP2023122433A (ja) | アルミナ－シリカ質キャスタブル耐火物 | |
| RU2239612C1 (ru) | Огнеупорная бетонная смесь (варианты) | |
| Otroj et al. | Behaviour of alumina-spinel self-flowing castables with nano-alumina particles addition | |
| RU2251540C1 (ru) | Способ изготовления пенокерамических изделий | |
| RU2330825C1 (ru) | Смесь для изготовления жаростойкого бетона | |
| RU2309132C2 (ru) | Жаростойкая бетонная смесь | |
| CN117486626B (zh) | 一种钢包浇注料及其制备方法 | |
| JP7496011B1 (ja) | 純ジルコン質鋳込み焼成品の製造方法及び純ジルコン質鋳込み焼成品 | |
| JP7115677B2 (ja) | 水硬性組成物及び水硬性硬化体 | |
| DE10354261A1 (de) | Ungeformte feuerfeste Erzeugnisse, insbesondere Feuerbetone, mit Nichtoxidanteilen | |
| WO2021123363A1 (de) | Versatz zur herstellung eines grobkeramischen feuerfesten basischen erzeugnisses, derartiges erzeugnis sowie verfahren zu seiner herstellung, zustellung eines industrieofens und industrieofen | |
| JPH0811714B2 (ja) | セラミックファイバー入り耐火断熱キャスタブル | |
| WO2024038020A1 (de) | Betonzusammensetzung und herstellungsverfahren für ein betonelement | |
| CN112851379A (zh) | 一种中间包耐火可塑涂料及其制备方法 | |
| JP2023533066A (ja) | 高放射率耐火性材料及びこれから形成される耐火性部品 |