RU2437854C1 - Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси - Google Patents
Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси Download PDFInfo
- Publication number
- RU2437854C1 RU2437854C1 RU2010122087/03A RU2010122087A RU2437854C1 RU 2437854 C1 RU2437854 C1 RU 2437854C1 RU 2010122087/03 A RU2010122087/03 A RU 2010122087/03A RU 2010122087 A RU2010122087 A RU 2010122087A RU 2437854 C1 RU2437854 C1 RU 2437854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hours
- chamotte
- resistant concrete
- temperature
- concrete mix
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам изготовления жаростойкой бетонной смеси и изделий из жаростойкой бетонной смеси и может быть использовано для футеровки промышленных тепловых агрегатов, работающих при температуре до 1350°С и, в частности, для футеровки вагонеток обжига кирпича. Способ включает смешение шамотного заполнителя фракции 5-10 мм и менее 5 мм, самораспадающегося феррохромового шлака и водного раствора едкого натра. В сухую смесь перед затворением водным раствором едкого натра вводят огнеупорное волокно и портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: шамот фракции 5-10 мм 30-31; шамот фракции менее 5 мм 28-30; самораспадающийся феррохромовый шлак 23,5-25,5; едкий натр твердый 3-4; огнеупорное волокно 0,5-1; портландцемент 1-1,5; вода 10-11. Способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси включает ее твердение и уплотнение, при этом твердение изготовленной бетонной смеси осуществляют за 24 часа при тепловой обработке по следующему режиму: подъем температуры до 60-65°С в течение 1,5-2 ч, выдержка при 60-70°С в течение 4 ч, подъем температуры до 90-95°С в течение 1,5-2 ч, выдержка при 90-95°С в течение 4 ч, подъем температуры до 110-120°С в течение 2 ч, выдержка при 110-120°С в течение 7-8 ч, снижение температуры до 50-70°С в течение 3 ч. Технический результат - повышение прочности бетона и термостойкости. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам изготовления жаростойкой бетонной смеси и изделий из жаростойкой бетонной смеси и может быть использовано для футеровки промышленных тепловых агрегатов, работающих при температуре до 1350°С и, в частности, для футеровки вагонеток обжига кирпича.
Известен способ изготовления жаростойкой бетонной смеси, включающий перемешивание шамотного заполнителя, тонкомолотой добавки (шамот и обожженный гидратированный глиноземистый цемент), феррохромового шлака и жидкого стекла, и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси, включающий ее твердение (см. описание к а.с. №590291, опубл. 30.01.78, МПК С04В 19/04). Недостатками способа являются невысокая механическая прочность изделий из жаростойкого бетона и низкая термостойкость.
Наиболее близкий к заявляемому объекту по технической сущности и выбранный заявителем в качестве прототипа является способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси, включающий смешение шамотного заполнителя двух фракций (5-10 мм и менее 5 мм), самораспадающегося феррохромового шлака, едкого натра и воды (см. описание к патенту №2284305, опубл. 27.09.06, МПК С04В 28/08).
Недостатками этого способа являются невысокая прочность бетона на изгиб, относительно невысокая термостойкость, а также длительный процесс твердения с энергозатратной тепловой обработкой.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационных характеристик изделий из жаростойкой бетонной смеси за счет повышения прочности бетона на сжатие и изгиб, повышения его термостойкости и оптимизации условий тепловой обработки.
Это достигается тем, что в способе изготовления жаростойкой бетонной смеси, включающем смешение шамотного заполнителя фракции 5-10 мм и менее 5 мм, самораспадающегося феррохромового шлака и водного раствора едкого натра, согласно изобретению в сухую смесь перед затворением водным раствором едкого натра вводят огнеупорное волокно и портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Шамот фракции 5-10 мм | 30-31 |
| Шамот фракции менее 5 мм | 28-30 |
| Самораспадающийся феррохромовый шлак | 23,5-25,5 |
| Едкий натр твердый | 3-4 |
| Огнеупорное волокно | 0,5-1 |
| Портландцемент | 1-1,5 |
| Вода | 10-11. |
Заявляется способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси, включающий ее твердение и уплотнение, согласно изобретению изготовление указанной бетонной смеси осуществляют как указано выше, а твердение осуществляют за 24 часа при тепловой обработке по следующему режиму:
подъем температуры до 60-65°С в течение 1,5-2 ч,
выдержка при 60-70°С в течение 4 ч,
подъем температуры до 90-95°С в течение 1,5-2 ч,
выдержка при 90-95°С в течение 4 ч,
подъем температуры до 110-120°С в течение 2 ч,
выдержка при 110-120°С в течение 7-8 ч,
снижение температуры до 50-70°С в течение 3 ч.
Введение в состав бетонной смеси портландцемента, например, марки 500 обеспечивает в системе: алюмосиликат (шамот) - силикат кальция (самораспадающийся феррохромовый шлак) - едкий натр - вода, образование центров кристаллизации и соответственно ускоренного образования натриевых гидроалюмосиликатов и гидрокальциевых силикатов. Эти центры кристаллизации обеспечивают более быстрое образование кристаллов в гелевидных продуктах гидратации комплексного вяжущего, которые обеспечивают надежное сцепление заполнителя с растворной составляющей бетона.
Твердение и набор прочности данной системы в условиях тепловой обработки происходит быстрее и позволяет зафиксировать определенную форму кристаллогидратов, предотвращая образование промежуточных продуктов. Прочность такого бетона выше прототипа, а условия его тепловой обработки требуют меньших энергозатрат.
Полученный таким способом композиционный материал обладает высокой прочностью. Близкая химическая однородность продуктов гидратации с шамотным заполнителем обеспечивает близость значений коэффициентов линейного термического расширения составляющих бетона, что обеспечивает высокие значения термической стойкости полученного бетона.
Введение в состав бетонной смеси огнеупорного волокна алюмосиликатной структуры увеличивает прочность бетона на сжатие и существенно увеличивает прочность бетона на изгиб.
Как известно, при прочих равных условиях термостойкость находится в прямой зависимости от прочности и теплопроводности и в обратной от модуля упругости и коэффициента линейного термического расширения. Повышение прочности бетона за счет введения огнеупорного волокна позволяет компенсировать возникающие напряжения сдвига между неравномерно нагретыми слоями огнеупорного материала, что обеспечивает повышение термической стойкости изделий из жаростойкой бетонной смеси.
Особенность химического состава огнеупорного волокна - преобладание алюмосиликатной структуры, что позволяет сохранить все свойства волокна при повышенных температурах, а также частично прореагировать с щелочной фазой, тем самым повышая сцепление волокон с цементным камнем.
Проведенные исследования не выявили идентичных и сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о "новизне" и "изобретательском уровне" заявляемого технического решения.
Отечественная промышленность располагает материалами и оборудованием для реализации предлагаемого технического решения и возможностью его широкого использования. Применение: элементы футеровки тепловых агрегатов, работающих до 1250-1350°С: футеровка и элементы канализованного пода вагонеток обжига глиняного кирпича и сантехнических изделий; элементы конструкций туннельных, кольцевых и вращающихся печей обжига; элементы обмуровки котлоагрегатов ТЭЦ и ГРЭС и т.д.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В смеситель принудительного действия засыпают расчетное количество сухих компонентов: шамотный щебень (5-10 мм), шамотный песок (менее 5 мм), модуль крупности 2,5, портландцемент (например, марки 500) и самораспадающийся феррохромовый шлак. После тщательного перемешивания в сухую смесь постепенно вводят расчетное количество огнеупорного волокна.
Для получения бетонной смеси были испытаны две смеси. Составы смесей приведены в таблице 1.
Отдельно готовят раствор едкого натра плотностью 1,3-1,4 г/см3. После тщательного перемешивания сухих компонентов в смеситель заливают раствор едкого натра в таком количестве, чтобы обеспечить введение необходимого количества едкого натра в пересчете на твердое состояние. После одной минуты перемешивания подвижность смеси корректируют добавлением чистой воды.
Полученную бетонную смесь раскладывают в приготовленные формы или опалубку. Затем смесь уплотняют на вибростоле или при помощи глубинного вибратора.
Далее бетонная смесь подвергается тепловой обработке, где осуществляется ее твердение по режиму:
подъем температуры до 60-65°С в течение 1,5-2 часов,
выдержка при 60-70°С в течение 4 часов,
подъем температуры до 90-95°С в течение 1,5-2 часов,
выдержка при 90-95°С в течение 4 часов,
подъем температуры до 110-120°С в течение 2 часов,
выдержка при 110-120°С в течение 7-8 часов,
снижение температуры до 50-70°С в течение 3 часов.
Свойства жаростойких бетонов по предлагаемому способу и прототипа приведены в табл.1.
| Таблица 1 | |||
| Компоненты, мас.% | По предлагаемому способу | По прототипу | |
| Состав 1 | Состав 2 | ||
| Шамот фракции 5-10 мм | 31 | 30,0 | 32 |
| Шамот фракции менее 5 мм, Мкр=2,4-3,0 | 30 | 28,0 | 32 |
| Самораспадающийся феррохромовый шлак | 23,5 | 25,5 | 22 |
| Едкий натр (твердый) | 3,0 | 4,0 | 3,0 |
| Портландцемент 500 | 1 | 1,5 | - |
| Огнеупорное волокно | 0,5 | 1 | - |
| Вода | 11 | 10 | 11 |
| ИТОГО: | 100 | 100 | 100 |
| Средняя плотность, кг/м3 | 1950-2100 | 1950-2100 | 1920-2100 |
| Прочность на сжатие после твердения, МПа | 71 | 85 | 40,4 |
| Прочность на изгиб после твердения, МПа | 8,5 | 12,1 | - |
| Прочность после 1000°С, МПа | 43 | 58 | 32,3 |
| Термостойкость, циклы 800°С -вода | 79 | 139 | 57 |
| Максимальная температура применения, °С | 1350 | 1300 | 1300 |
Таким образом, изделия из жаростойкой бетонной смеси, полученные по предлагаемому способу, по совокупности основных свойств имеют высокие показатели, а тепловая обработка требует меньше времени при меньших энергозатратах. Высокие значения прочности на сжатие, прочности на изгиб и термостойкости обеспечивают более эффективное и надежное применение изделий из жаростойкого бетона и позволяют расширить области применения.
Claims (2)
1. Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси, включающий смешение шамотного заполнителя фракции 5-10 мм и менее 5 мм, самораспадающегося феррохромового шлака и водного раствора едкого натра, отличающийся тем, что в сухую смесь перед затворением водным раствором едкого натра вводят огнеупорное волокно и портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Шамот фракции 5-10 мм 30-31
Шамот фракции менее 5 мм 28-30
Самораспадающийся феррохромовый шлак 23,5-25,5
Едкий натр твердый 3-4
Огнеупорное волокно 0,5-1
Портландцемент 1-1,5
Вода 10-11
2. Способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси, включающий ее твердение и уплотнение, отличающийся тем, что изготовление указанной бетонной смеси осуществляют по п.1, а твердение осуществляют за 24 ч при тепловой обработке по следующему режиму:
подъем температуры до 60-65°С в течение 1,5-2 ч,
выдержка при 60-70°С в течение 4 ч,
подъем температуры до 90-95°С в течение 1,5-2 ч,
выдержка при 90-95°С в течение 4 ч,
подъем температуры до 110-120°С в течение 2 ч,
выдержка при 110-120°С в течение 7-8 ч,
снижение температуры до 50-70°С в течение 3 ч.
подъем температуры до 60-65°С в течение 1,5-2 ч,
выдержка при 60-70°С в течение 4 ч,
подъем температуры до 90-95°С в течение 1,5-2 ч,
выдержка при 90-95°С в течение 4 ч,
подъем температуры до 110-120°С в течение 2 ч,
выдержка при 110-120°С в течение 7-8 ч,
снижение температуры до 50-70°С в течение 3 ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122087/03A RU2437854C1 (ru) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122087/03A RU2437854C1 (ru) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2437854C1 true RU2437854C1 (ru) | 2011-12-27 |
Family
ID=45782818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010122087/03A RU2437854C1 (ru) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2437854C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105819795A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-03 | 山东宏德新材料有限公司 | 一种轻质高强的保温材料及其制备方法 |
| RU2703036C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси |
| RU2731754C1 (ru) * | 2019-11-15 | 2020-09-08 | Руслан Рашидович Ахтямов | Жаростойкий шлакощелочной бетон |
| RU2737949C1 (ru) * | 2020-06-23 | 2020-12-07 | Руслан Рашидович Ахтямов | Жаростойкий шлакощелочной бетон |
| RU2740969C2 (ru) * | 2019-06-14 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления жаростойких бетонных изделий |
-
2010
- 2010-05-31 RU RU2010122087/03A patent/RU2437854C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105819795A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-03 | 山东宏德新材料有限公司 | 一种轻质高强的保温材料及其制备方法 |
| RU2703036C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси |
| RU2740969C2 (ru) * | 2019-06-14 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления жаростойких бетонных изделий |
| RU2731754C1 (ru) * | 2019-11-15 | 2020-09-08 | Руслан Рашидович Ахтямов | Жаростойкий шлакощелочной бетон |
| RU2737949C1 (ru) * | 2020-06-23 | 2020-12-07 | Руслан Рашидович Ахтямов | Жаростойкий шлакощелочной бетон |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hager et al. | Fly-ash based geopolymer mortar for high-temperature application–Effect of slag addition | |
| Saxena et al. | Fire resistant properties of alumino silicate geopolymer cement mortars | |
| KR102119216B1 (ko) | 화재 방지 모르타르 | |
| Aydın | Development of a high-temperature-resistant mortar by using slag and pumice | |
| KR101037073B1 (ko) | 순환골재를 이용한 고내화성 모르타르 조성물 및 그 시공방법 | |
| CN109592950B (zh) | 耐热型水泥基灌浆料及其制备方法 | |
| CN101508543B (zh) | 轻质保温砖砌筑专用砂浆及其制备方法 | |
| RU2437854C1 (ru) | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси | |
| Malaiškienė et al. | Effectiveness of technogenic waste usage in products of building ceramics and expanded clay concrete | |
| Kockal | Effects of elevated temperature and re-curing on the properties of mortars containing industrial waste materials | |
| KR100877528B1 (ko) | 보온성, 차음성을 향상한 드라이 모르타르 및 상기 드라이모르타르로 제조된 불연성 보드 및 상기 드라이 모르타르로제조된 경량 벽돌 | |
| CN104529212A (zh) | 一种裹覆轻质骨料的制备方法和应用 | |
| CN107140897A (zh) | 一种装饰工程施工用水泥砂浆及其制备方法 | |
| KR101973717B1 (ko) | 내화성 콘크리트 조성물 | |
| RU2284305C1 (ru) | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси | |
| JPH0345022B2 (ru) | ||
| Dao et al. | Investigation of the behaviour of geopolymer mortar after heating to elevated temperatures | |
| Suvorov et al. | High-temperature heat-insulating materials based on vermiculite | |
| JP2015189628A (ja) | ひび割れ低減型セメント製品の製造方法及びひび割れ低減型セメント製品 | |
| CN101955372B (zh) | 一种莫来石纤维增强多孔陶瓷制品及利用废陶瓷制备该制品的方法 | |
| CN113698157A (zh) | 一种具有耐火性能的混凝土 | |
| CN101413301B (zh) | 自保温隔热墙体 | |
| Bajare et al. | Obtaining composition of geopolymers (alkali activated binders) from local industrial wastes | |
| Jocius et al. | The mechanism of disintegration of cement concrete at high temperatures | |
| Ghazy et al. | A comprehensive review on the performance of geopolymer concrete subjected to elevated temperature |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130601 |