RU2575783C1 - Композиция для изготовления жаростойких бетонов - Google Patents
Композиция для изготовления жаростойких бетонов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575783C1 RU2575783C1 RU2014149688/03A RU2014149688A RU2575783C1 RU 2575783 C1 RU2575783 C1 RU 2575783C1 RU 2014149688/03 A RU2014149688/03 A RU 2014149688/03A RU 2014149688 A RU2014149688 A RU 2014149688A RU 2575783 C1 RU2575783 C1 RU 2575783C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- heat
- composition
- content
- cao
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 8
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- -1 Fe (OH) 3 Chemical compound 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов. Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и H3PO4, дополнительно содержит железосодержащий отход гидрометаллургического производства цинка с содержанием, мас.%: SiO2 - 30,4; Al2O3 - 10,2; Fe2O3 - 43,2; CaO - 10,4; MgO - 2,8; R2O - 3,0 при следующем содержании компонентов, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм 33-40, речной песок с модулем крупности 1,68 10-13, H3PO4 10-15, железосодержащий отход гидрометаллургического производства цинка с содержанием, мас.%: SiO2 - 30,4; Al2O3 - 10,2; Fe2O3 - 43,2; CaO - 4,10; MgO - 2,8; R2O - 3,0 24-30. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. К химическим связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.
Известны композиции для получения пористых заполнителей (для бетонов) на основе химических связующих следующего состава, мас. %: жидкое стекло - 45-65; хлорид натрия - 5-15; отход горно-обогатительной фабрики при обогащении угля - 15-20; межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев - 15-20 / пат. Российской Федерации №2440312, МПК C04B 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. - №2010122114. Заявл. 31.05.20910; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2 / [1].
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,65-2,75 МПа.
Наиболее близкой к изобретению является композиция для получения жаростойких бетонов (композитов), включающая следующие компоненты, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок 10-13; Н3РО4 - 10-15; шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас. %: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 72,18; TiO2 - 10,2; Fe2O3 - 0,30; CaO - 11,4; MgO - 33 - 24-30 / пат. Российской Федерации №2521.005, МПК C04B 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. №201312609. Заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014. Бюл. №18 / [2].
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°C и низкая термостойкость.
Задача изобретения - повышение качества жаростойкого бетона.
Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов (композитов).
Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н3РО4, дополнительно вводят железосодержащий отход гидрометаллургического производства цинка с содержанием, мас.%: SiO2 - 30,4; Al2O3 - 10,2; Fe2O3 - 43,2; CaO - 10,4; MgO - 2,8; R2O - 3,0 при следующем содержании компонентов, мас.%:
| отработанный катализатор ИМ-2201 | 10-15 |
| щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм | 33-40 |
| речной песок с модулем крупности 1,68 | 10-13 |
| Н3РО4 | 10-15 |
| железосодержащий отход гидрометаллургического | |
| производства цинка с содержанием, мас.%: SiO2 - 30,4; | |
| Al2O3 - 10,2; Fe2O3 - 43,2; CaO - 4,10; MgO - 2,8; R2O - 3,0 | 24-30 |
Железосодержащий отход гидрометаллургического производства цинка образуется при извлечении металлов флотационным методом из обогащенной руды.
Оксид трехвалентного железа Fe2O3 при нормальной температуре взаимодействует с ортофосфорной кислотой H3PO4 очень медленно, поэтому требуется подогрев смеси до 70°C, так как собственного тепла по реакции выделяется недостаточно:
Fe2O3+H3PO4+H2O→2(FePO4·2H2O) - 8,65 кДж/моль.
Оксид двухвалентного железа FeO, а также гидроксид Fe(OH)3, наоборот, реагируют с кислотой энергично, выделяя при этом значительное количество тепла. Так, оксид двухвалентного железа активно взаимодействует с ортофосфорной кислотой при температуре 20°C. Цементное тесто начинает схватываться через 2 минуты за счет значительного выделения тепла:
3FeO+2H3PO4→Fe3(PO4)2+3H2O - 124,74 кДж/моль.
Как показали исследования, в железосодержащем отходе гидрометаллургического производства оксиды железа находятся в оптимальном соотношении: оксид двухвалентного железа, так же как Fe(OH)3, быстро реагируют с H3PO4, и разогревают смесь до необходимой для проявления вяжущих свойств Fe2O3 с Н3РО4. Химический состав железосодержащего отхода гидрометаллургического производства представлен в таблице 1.
Для изготовления жаростойких бетонов использовались:
А) щебень, отвечающий требованиям ГОСТа Г 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» М 600, 800-1000, со средней плотностью зерен от 2,0 до 2,5 кг/м3 из карбонатных пород, добываемый в Самарской области, фракции 5-10 мм;
Б) песок, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия». Песок речной, добываемый в Самарской области, имел следующие показатели: средняя плотность в сухом состоянии - 1,5 кг/м3; содержание илистых, пылевидных и глинистых частиц не более - 0,7% по массе; истинная плотность песка речного - 2,65 г/см3; наличие суглинка, комков глины и прочих засоряющих примесей - не более 0,05%; модуль крупности - 1,68.
Для изготовления жаростойких бетонов использовалась в качестве связующей ортофосфорная кислота H3PO4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 261213002110. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н3РО4) не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см3.
В предложенных составах (таблица 2), как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства), отвечающий требованиям - ТУ 38.103544-89. Химический состав катализатора представлен в таблице 1.
Согласно ТУ 38.103544-89 отработанный катализатор ИМ-2201 должен иметь следующие показатели: внешний вид порошка - серо-зеленого цвета, насыпная плотность 1,0-1,5 г/см3; массовая доля Al2O3 не менее 70%.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких бетонов и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.
Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие бетоны требуют особую термообработку.
Для бетонов на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 2, нагревание до 500°C с подъемом температуры до 200°C со скоростью 60°C/час и до 500°C - 150°C/час, выдерживание в течение 4 часов, охлаждение вместе с печью.
В таблице 3 представлены физико-механические показатели жаростойкого бетона.
Как видно из таблицы 3, жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании железосодержащего отхода гидрометаллургического производства цинка позволяет значительно повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.
Claims (1)
- Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и H3PO4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит железосодержащий отход гидрометаллургического производства цинка с содержанием, мас.%: SiO2 - 30,4; Al2O3 - 10,2; Fe2O3 - 43,2; CaO - 10,4; MgO - 2,8; R2O - 3,0 при следующем содержании компонентов, мас.%:
отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм 33-40 речной песок с модулем крупности 1,68 10-13 H3PO4 10-15 железосодержащий отход гидрометаллургического производства цинка с содержанием, мас.%: SiO2 - 30,4; Al2O3 - 10,2; Fe2O3 - 43,2; CaO - 4,10; MgO - 2,8; R2O - 3,0 24-30
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2575783C1 true RU2575783C1 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU903345A1 (ru) * | 1980-02-06 | 1982-02-07 | Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова | Бетонна смесь |
| SU1320190A1 (ru) * | 1985-08-01 | 1987-06-30 | Среднеазиатский Научно-Исследовательский Институт Ирригации Им.В.Д.Журина | Полимербетонна смесь |
| SU1578107A1 (ru) * | 1987-08-26 | 1990-07-15 | Всесоюзный Институт Огнеупоров | Огнеупорна масса |
| KR20100070983A (ko) * | 2008-12-18 | 2010-06-28 | 주식회사 예람 | 인산염을 함유하는 고강도 결합재 조성물 |
| RU2521080C1 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Способ измерения энергетических спектров поляризованных медленных нейтронов |
| RU2521005C1 (ru) * | 2013-01-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
| RU2528643C1 (ru) * | 2013-03-06 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU903345A1 (ru) * | 1980-02-06 | 1982-02-07 | Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова | Бетонна смесь |
| SU1320190A1 (ru) * | 1985-08-01 | 1987-06-30 | Среднеазиатский Научно-Исследовательский Институт Ирригации Им.В.Д.Журина | Полимербетонна смесь |
| SU1578107A1 (ru) * | 1987-08-26 | 1990-07-15 | Всесоюзный Институт Огнеупоров | Огнеупорна масса |
| KR20100070983A (ko) * | 2008-12-18 | 2010-06-28 | 주식회사 예람 | 인산염을 함유하는 고강도 결합재 조성물 |
| RU2521080C1 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Способ измерения энергетических спектров поляризованных медленных нейтронов |
| RU2521005C1 (ru) * | 2013-01-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
| RU2528643C1 (ru) * | 2013-03-06 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2528643C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| KR101247707B1 (ko) | 페로니켈 슬래그를 포함하는 시멘트, 모르타르 및 콘크리트용 혼합재 | |
| RU2521980C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| KR101315371B1 (ko) | 플라이 애시 지오폴리머를 이용한 고강도 콘크리트 조성물 및 그 콘크리트 제품의 제조방법 | |
| JPWO2014077251A1 (ja) | セメント組成物の製造方法 | |
| RU2521005C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| JP5923104B2 (ja) | 早期脱型材およびコンクリート製品の製造方法 | |
| UA103533C2 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ агломерата из ЧАСТИЦ дробленой РУДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ ОКСИД МЕТАЛЛА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В качестве исходного сырья для доменных печей | |
| JP4171200B2 (ja) | 製鋼スラグを用いたコンクリート状固化体の製造方法 | |
| RU2374206C1 (ru) | Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий | |
| KR20160059310A (ko) | 폐 소화기의 소화분말을 이용한 시멘트 조성물, 모르타르 및 콘크리트 제조방법 | |
| CN106946547A (zh) | 一种钴冶炼废渣基的建筑陶粒及其制备方法 | |
| RU2580536C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2592927C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| KR101658887B1 (ko) | 금광미를 이용한 경량골재 제조 방법 | |
| RU2575783C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2576067C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2571780C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2602542C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2626488C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2576537C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2574438C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| CN115321897A (zh) | 一种早期强度高的低碳胶凝材料及其加工方法 | |
| RU2553115C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2567911C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |