RU2410361C1 - Огнеупорная бетонная смесь - Google Patents

Огнеупорная бетонная смесь Download PDF

Info

Publication number
RU2410361C1
RU2410361C1 RU2009133546A RU2009133546A RU2410361C1 RU 2410361 C1 RU2410361 C1 RU 2410361C1 RU 2009133546 A RU2009133546 A RU 2009133546A RU 2009133546 A RU2009133546 A RU 2009133546A RU 2410361 C1 RU2410361 C1 RU 2410361C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
fractions
andalusite
over
fcm
Prior art date
Application number
RU2009133546A
Other languages
English (en)
Inventor
Марина Николаевна Дунаева (RU)
Марина Николаевна Дунаева
Ефим Моисеевич Гришпун (RU)
Ефим Моисеевич Гришпун
Александр Михайлович Гороховский (RU)
Александр Михайлович Гороховский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") filed Critical Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР")
Priority to RU2009133546A priority Critical patent/RU2410361C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2410361C1 publication Critical patent/RU2410361C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00431—Refractory materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

Огнеупорная бетонная смесь (ОБС) предназначена для футеровки различных тепловых агрегатов, например укрытий главных и транспортных желобов доменного производства, арматурного слоя промежуточных ковшей, ремонтов подвесных сводов методических печей. ОБС содержит, мас.%: андалузит - 31-39, в том числе: фракции 0-1 мм - 12-17, фракции 160 мкм - 19-22, обожженная огнеупорная глина фракции 1-7 мм с содержанием Аl2О3 не менее 45 мас.% - 45-53, реактивный глинозем - 9-12, тонкодисперсный кремнезем - 2,0-3,5, высокоглиноземистый цемент - 2,0-3,5, триполифосфат натрия (сверх 100%) - 0,12-0,15, лимонная кислота (сверх 100%) - 0,012-0,015, органическое волокно (сверх 100%) - 0,06-0,15. Технический результат изобретения - снижение кажущейся плотности, улучшение теплоизоляционных свойств бетона из ОБС. 1 табл.

Description

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для производства огнеупорного бетона, предназначенного для футеровки различных тепловых агрегатов, например укрытий главных и транспортных желобов доменного производства, арматурного слоя промежуточных ковшей, ремонта подвесных сводов методических печей.
Известны огнеупорные бетонные смеси, содержащие андалузит (основа), реактивный глинозем, цемент на основе алюминатов кальция и микропорошок SiO2, например, из патента CN 1450020, C04B 35/66, 2003 [1], патента RU №2331617, C04B 35/66, 2008 [2].
По совокупности общих существенных признаков наиболее близкой к патентуемой является огнеупорная бетонная смесь [2], содержащая, мас.%: 77-82 андалузит; 10-12 реактивный глинозем; 4,5-5,0 тонкодисперсный кремнезем; 4-6 высокоглиноземистый цемент; 0,12-0,15 триполифосфат натрия (сверх 100%); 0,012-0,015 лимонную кислоту (сверх 100%). При этом андалузит имеет следующий зерновой состав, мас.%: 72-77 фр. 0-5 мм; 23-28 фр. менее 55 мкм, а бетон из данной огнеупорной смеси после обжига при 1000°C содержит муллит в пределах 73,1-78,5%.
Положительными качествами бетона из известной огнеупорной бетонной смеси, вследствие муллитизированной микроструктуры, являются высокие температура начала деформации под нагрузкой и механическая прочность, малые линейные высокотемпературные изменения. Недостатки - повышенные теплопроводность и плотность, что требует дополнительной теплоизоляции бетона и увеличивает нагрузку на грузоподъемные механизмы при монтаже конструкций.
Задачей настоящего изобретения является снижение кажущейся плотности и улучшение теплоизоляционных свойств бетона с сохранением положительных огневых характеристик прототипа.
Решение задачи достигается в результате использования огнеупорной бетонной смеси, содержащей андалузит фракционного состава, мас.%: 12-17 фр. 0-1 мм, 19-22 фр. 160 мкм, реактивный глинозем, тонкодисперсный кремнезем, высокоглиноземистый цемент, триполифосфат натрия, лимонную кислоту и дополнительно обожженную огнеупорную глину фр.1-7 мм с содержанием Al2O3 не менее 45 мас.% и органическое волокно при следующем соотношении компонентов, мас.%: 31-39 андалузит указанного фракционного состава; 45-53 указанная обожженная огнеупорная глина; 9-12 реактивный глинозем; 2,0-3,5 тонкодисперсный кремнезем; 2,0-3,5 высокоглиноземистый цемент; 0,12-0,15 триполифосфат натрия (сверх 100%); 0,012-0,015 лимонная кислота (сверх 100%) и 0,06-0,15 органическое волокно (сверх 100%).
Сущность изобретения состоит в том, что введение обожженной огнеупорной глины позволяет получить в микроструктуре огнеупорного бетона третью разновидность муллита в результате муллитизации глины по реакции 3[Al2O3*2SiO2*2H2O]→3Al2O3*2SiO2+4SiO2+6H2O, вдобавок к продукту муллитизации андалузита (3[Al2O3*SiO2]→3 Al2O3*2SiO2+SiO2) и вторичному муллиту - продукту реакции реактивного глинозема и SiO2 (3Al2O3+2SiO2→3Al2O3*2SiO2) и, таким образом, достичь содержания муллита в пределах 85,0-89,0%. За счет формирования жидкой фазы анортитового состава (CaO-Al2O3-2SiO2) при взаимодействии высокоглиноземистого цемента и микрокремнезема, а также наличия минерализатора - диоксида титана (TiO2) в обожженной огнеупорной глине, при обжиге происходит интенсивное спекание огнеупорной смеси с образованием в микроструктуре бетона объемного, плотноспеченного сростка микрокристаллов муллита, обеспечивающего бетону хорошие огневые свойства. Кроме этого, использование обожженной огнеупорной глины фракции 1-7 мм (взамен крупнозернистой части андалузита) позволяет понизить кажущуюся плотность бетона и улучшить его теплоизоляционные свойства вследствие ее большей пористости и меньшего объемного веса. Введение обожженной огнеупорной глины менее заявленного предела не оказывает заметного влияния на снижение теплопроводности бетона, а введение более заявленного предела ухудшает огневые свойства бетона. Использование обожженной огнеупорной глины с содержанием Al2O3 менее 45% снижает температуру начала деформации бетона под нагрузкой.
Органическое волокно (полиамидное, полиэтиленовое, полипропиленовое и др.) ускоряет и облегчает процесс удаления влаги во время сушки и обжига бетона, предохраняя его от растрескивания, а также создает микропористость при выгорании волокна, улучшая теплоизоляционные свойства. Предпочтительно использование органического волокна длиной не более 6 мм и диаметром не более 20 мкм для обеспечения хороших кладочных свойств и микропористости бетона. Содержание органического волокна в количестве 0,06-0,15%) (сверх 100) в предлагаемой огнеупорной смеси является оптимальным для решения поставленной задачи. Тонкодисперсный кремнезем (менее 5 мкм), взаимодействуя в обжиге с высокоглиноземистым цементом, образует жидкую стеклофазу анортитового состава при температуре ниже 1300°C, то есть до начала процесса муллитизации андалузита, что способствует более мягкому протеканию процесса муллитизации матрицы бетона без появления дефектов в виде сетки трещин. Введение тонкодисперсного кремнезема менее заявленного предела не обеспечивает образования достаточного количества жидкой стеклофазы, а введение его более заявленного предела ведет к образованию избытка жидкой стеклофазы и снижению температуры деформации бетона под нагрузкой.
Утоненный зерновой состав андалузитового заполнителя в комплексе с тонкодисперсным кремнеземом и реактивным глиноземом в заявляемой бетонной смеси усиливает образование вторичного муллита. Триполифосфат натрия и лимонная кислота улучшают реологические свойства бетонной смеси. Триполифосфат натрия образует тончайшую пленку с отрицательным зарядом на поверхности зерен цемента при введении воды, которая вызывает взаимное отталкивание частиц, обеспечивая текучесть смеси при малом водопотреблении. Одновременно снижается адсорбция ультрадисперсных частиц кремнезема, также обладающих отрицательным зарядом. Введение триполифосфата натрия менее 0,12 мас.% недостаточно для обеспечения хорошей текучести и удобоукладываемости бетона, а введение его более 0,15 мас.% отрицательно влияет на его схватываемость и огневые свойства. Лимонная кислота снижает щелочность раствора триполифосфата натрия, усиливая его диспергирующие свойства. Введение ее менее 0,012 мас.% не оказывает положительного влияния на реологические свойства, а избыток (более 0,015 мас.%) ухудшает процесс твердения бетона.
Примеры составов огнеупорной бетонной смеси для изготовления образцов огнеупорного бетона и их свойства указаны в таблице.
Для получения огнеупорного бетона из заявляемого состава смеси использовали следующие материалы: андалузит марок Marlusite 57 фр. 0-1 мм (мас.%: не менее 57,0 Al2O3, не более 41,6 SiO2) и Kerphalite KF фр. 160 мкм (мас.%: не менее 59,5 Al2O3, не более 38,1 SiO2), реактивный глинозем марки СТС 20 (Al2O3 не менее 99,7 мас.%), тонкодисперсный кремнезем - микросилика марки 971U (SiO2 не менее 97,5 мас.%), кальцийалюминатный цемент марки СА-14М (Al2O3 в пределах 71-73 мас.%), триполифосфат натрия (ТУ 2148-037-0019441-02), кислота лимонная (ГОСТ 908-79), полипропиленовое волокно марки Polysteen Gut F-0782 (длина волокна не более 6 мм, диаметр не более 20 мкм) и обожженная огнеупорная глина - продукт помола обожженной кусковой аркалыкской глины марки ШКАР-45 (мас.%: 52,7-52,9 Al2O3, 41,0-41,6 SiO2, 1,9-2,0 Fe2O3, 2,7-3,1 TiO2). Для получения огнеупорного бетона указанные компоненты дозировали в количествах, приведенных в формуле изобретения, смешивали всухую 2-3 мин, затем добавляли воду для обеспечения влажности массы 5,0% и снова смешивали.
Из полученной массы виброформованием готовили образцы, которые выстаивали в форме 24 часа, затем форму разбирали и образцы выстаивали еще 24 часа, после чего сушили при температуре 120°C и обжигали при 1000°C с выдержкой 5 часов.
Из таблицы видно, что матрица огнеупорного бетона из патентуемой смеси после обжига при 1000°C содержит муллит в пределах 85,0-89,0%, в то время как образец по прототипу содержит его 77,7%, бетон имеет более низкие показатели кажущейся плотности и теплопроводности при сохранении огневых характеристик прототипа.
Совокупность положительных свойств данного бетона позволила успешно использовать его в укрытии желобов доменного производства чугуна без дополнительной теплоизоляции, что подтвердили результаты промышленных испытаний.
Кажущуюся плотность образцов определяли по ГОСТ 2409-95, теплопроводность по ГОСТ 12170-85, температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) определяли по МВИ на корундовом дилатометре, температуру начала деформации под нагрузкой - по ГОСТ 4070-00.
Источники информации
1. Патент CN 1450020, C04B 35/66, 2003.
2. Патент RU №2331617, C04B 35/66, 2008.
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Огнеупорная бетонная смесь, содержащая андалузит, реактивный глинозем, тонкодисперсный кремнезем, высокоглиноземистый цемент, триполифосфат натрия и лимонную кислоту, отличающаяся тем, что дополнительно содержит обожженную огнеупорную глину фракции 1-7 мм с содержанием Аl2О3 не менее 45 мас.% и органическое волокно, а андалузит содержит фракций 0-1 мм и 160 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    андалузит 31-39 в том числе:   фракции 0-1 мм 12-17 фракции 160 мкм 19-22 указанная обожженная огнеупорная глина   фракции 1-7 мм 45-53 реактивный глинозем 9-12 тонкодисперсный кремнезем 2,0-3,5 высокоглиноземистый цемент 2,0-3,5 триполифосфат натрия (сверх 100%) 0,12-0,15 лимонная кислота (сверх 100%) 0,012-0,015 органическое волокно (сверх 100%) 0,06-0,15
RU2009133546A 2009-09-07 2009-09-07 Огнеупорная бетонная смесь RU2410361C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133546A RU2410361C1 (ru) 2009-09-07 2009-09-07 Огнеупорная бетонная смесь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133546A RU2410361C1 (ru) 2009-09-07 2009-09-07 Огнеупорная бетонная смесь

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2410361C1 true RU2410361C1 (ru) 2011-01-27

Family

ID=46308391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009133546A RU2410361C1 (ru) 2009-09-07 2009-09-07 Огнеупорная бетонная смесь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2410361C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2664723C2 (ru) Геополимерная вяжущая система для жаростойких бетонов, сухая жаростойкая бетонная смесь, содержащая вяжущую систему, а также применение смеси
WO2020083408A1 (zh) 一种钛复合抗侵蚀耐磨耐火浇注料的制备方法
US3060043A (en) Refractory castable
AU2006293837A1 (en) Sintered refractory product exhibiting enhanced thermal shock resistance
BRPI0608499B1 (pt) revestimento refratário interno de gaseificador
CA2974939C (en) Insulating monolithic refractory material
US2912341A (en) Castable refractory
Zawrah Effect of zircon additions on low and ultra-low cement alumina and bauxite castables
RU2410361C1 (ru) Огнеупорная бетонная смесь
CZ20003060A3 (cs) Bázická volně tekoucí licí hmota a tvarované díly vyrobené z této hmoty
AU2008333636B2 (en) Fireproof ceramic mix, fireproof ceramic molded body formed of said mix, and the use thereof
CN107151134A (zh) 一种工业窑炉用高强高铝质耐火泥浆
ITMI942254A1 (it) Impiego di un mattone ceramico refrattario per il rivestimento di forni rotativi per cemento
CA2211779A1 (en) Castable refractory systems
CN1450020A (zh) 耐碱、氯耐火浇注料
Mavahebi et al. SiC fines effects on the microstructure and properties of bauxite-based low-cement refractory castables
WO2001090030A1 (en) Insulating raw material for high temperature applications
Zhong et al. Application of recycled porcelain aggregates in alkali resistant castable lining for cement kilns: Feasibility and application condition analysis
JP6823042B2 (ja) コークス炉用プレキャストブロック耐火物
EP3307695A1 (en) Refractories for applications in combustion chambers intended for producing energy and/or waste disposal
US10093576B2 (en) Unshaped refractory material
RU2331617C2 (ru) Огнеупорная бетонная смесь
RU2585332C1 (ru) Огнеупорная керамическая шихта и образованный из нее кирпич
JPH082975A (ja) 流し込み施工用耐火物
KR100910530B1 (ko) 내침식성 및 부착성이 우수한 염기성 건닝 보수용내화조성물