RU2623387C1 - Композиция для изготовления жаростойких композитов - Google Patents

Композиция для изготовления жаростойких композитов Download PDF

Info

Publication number
RU2623387C1
RU2623387C1 RU2016114396A RU2016114396A RU2623387C1 RU 2623387 C1 RU2623387 C1 RU 2623387C1 RU 2016114396 A RU2016114396 A RU 2016114396A RU 2016114396 A RU2016114396 A RU 2016114396A RU 2623387 C1 RU2623387 C1 RU 2623387C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
heat
resistant composites
spent catalyst
resistant
Prior art date
Application number
RU2016114396A
Other languages
English (en)
Inventor
Елена Сергеевна Абдрахимова
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority to RU2016114396A priority Critical patent/RU2623387C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2623387C1 publication Critical patent/RU2623387C1/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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/26—Carbonates
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • 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
    • C04B28/34—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 cold phosphate binders
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • 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

Abstract

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких композитов включает, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм 33-40, Н3РО4 плотностью не менее 1,69 г/см3 10-15, алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм 24-30, глиежи, размолотые до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 61,5; Al2O3 -19,8; Fe2O3 - 7,4; СаО - 6,7; MgO - 2,2; R2O - 1,1; п.п.п. - 1,3, 10-13. Технический результат – повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов, утилизация промышленных отходов. 3 табл.

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. К химически связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыбу (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 обогащения угля - 15-20; межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев - 15-20 /пат. Российской Федерации №2440312, МПК С04В 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 СП. 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 композитов, включающая следующие компоненты, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; Н3РО4 - 10-15; алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с содержанием, мас. %: SiO2 - 7,2; Аl2O3 - 68,3; Fe2O3 - 1,4; MgO - 0,7; Cr2O3 - 10,2; R2O - 11,8-24-30 /Пат. Российской Федерации №2528643, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Репин М.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени СП. Королева. - №2013110158. Заяв. 06.03.2013; опубл. 20.09.2014. Бюл. 26 [2].
Недостатком указанного состава композиции являются относительно низкий предел прочности при сжатии и термостойкость.
Сущность изобретения - повышение качества жаростойкого композита.
Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, Н3РО4 плотностью не менее 1,69 г/см3 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм, дополнительно вводят глиежи, размолотые до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 61,5; Аl2О3 -19,8; Fe2O3 - 7,4; СаО - 6,7; MgO - 2,2; R2O - 1,1; п.п.п. - 1,3 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
отработанный катализатор ИМ-2201 10-15
щебень из карбонатных пород 33-40
Н3РО4 10-15
алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30
глиежи 10-13
Глиежи – обожженные породы, которые образуются вследствие природного выгорания угольных пластов или горения породных отвалов (террикоников). Состав и свойства горелых пород весьма изменчивы и зависят от состава исходных пород и степени их обжига. В зависимости от температуры обжига изменение пород проявляется в покраснении, ошлаковании и полном переплавлении. Площади развития зон иногда достигают десятков км2. Например, объем горелых пород на Абанском месторождении Канско-Ачинского бассейна 1,6 млрд. м3, а площади отдельных участков выгорания 20 км2.
В настоящей работе использовались глиежи шахты «Зиминка». Химический состав глиежей представлен в таблице 1.
Figure 00000001
Шахта «Зиминка» расположена в западной части Прокопьевско-Киселевского месторождения каменноугольного бассейна Кузбасса. Угленосные отложения имеют 21 угольный пласт, из них 12 рабочих пластов с углом падения от 55 до 90° и мощностью от 1,2 до 16 м. При глубине залегания пластов более 250 м пласты относятся к угрожаемым по горным ударам. Пласты угля мощностью более 3,5 м склонны к самовозгоранию. Глубина зон выгорания не превышает обычно 50 м, максимальная – 200 м.
Основные минералы глиежей представлены кварцем, гематитом, волластонитом, муллитом и кордиеритом. Оксиды железа восстанавливаются до магнитного железняка, а иногда до природного чугуна.
Алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов образуются в процессе обработки алюминиевых сплавов металлургических заводов. Из отработанных травильных растворов осаждается осадок, который концентрируется на дне ванны и постепенно кристаллизуется. Шлам этой группы отличается высоким содержанием Аl2O3 и может при определенных условиях стать заменителем природного пирофиллита, бокситов и других алюмосодержащих компонентов при производстве жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Размер частиц алюмохромистых отходов травления алюминиевых сплавов от 0,1 до 5 мкм, химический состав представлен в таблице 1.
Для изготовления жаростойких композитов (бетонов) использовались щебень, ортофосфорная кислота (Н3РО4) и отработанный катализатор ИМ-21 согласно требованиям ГОСТов и ТУ (таблица 2).
A) щебень, отвечающий требованиям ГОСТа 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;
Figure 00000002
Б) в качестве связующей использовалась ортофосфорная кислота Н3РО4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н3РО4), не менее 85%, плотность не менее 1,69;
B) в заявке, как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства) - 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 Аl2О3 не менее 70%. Отработанный катализатор использовался как огнеупорный материал.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких композитов (бетонов) и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя измельчение глиежий до прохода через сито 0,14 мм, приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.
Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие композиты (бетоны) требуют особую термообработку.
Для композитов (бетонов) на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 2, нагревание до 500°С с подъемом температуры до 200°С со скоростью 60°С/ч и до 500-150°С/ч, выдерживание в течение 4 часов, охлаждение вместе с печью.
В таблице 3 представлены физико-механические показатели жаростойкого композита (бетона).
Figure 00000003
Как видно из таблицы 3 жаростойкий композит (бетон) из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании глиежий позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого композита (бетона).
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого композита (бетона) способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для строительных материалов.
Источники информации
1. Пат. Российской Федерации №2440312, МПК С04В 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.
2. Пат. Российской Федерации №2528643, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Репин М.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. - №2013110158. заявл. 06.03.2013; опубл. - 20.09.2014. Бюл. 26.

Claims (2)

  1. Композиция для изготовления жаростойких композитов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5-10 мм, Н3РО4 плотностью не менее 1,69 г/см3 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит глиежи, размолотые до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 61,5; Al2O3 -19,8; Fe2O3 - 7,4; СаО - 6,7; MgO - 2,2; R2O - 1,1; п.п.п. - 1,3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 щебень из карбонатных пород 33-40 Н3РО4 10-15 алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30 глиежи 10-13
RU2016114396A 2016-04-13 2016-04-13 Композиция для изготовления жаростойких композитов RU2623387C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114396A RU2623387C1 (ru) 2016-04-13 2016-04-13 Композиция для изготовления жаростойких композитов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114396A RU2623387C1 (ru) 2016-04-13 2016-04-13 Композиция для изготовления жаростойких композитов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2623387C1 true RU2623387C1 (ru) 2017-06-26

Family

ID=59241543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016114396A RU2623387C1 (ru) 2016-04-13 2016-04-13 Композиция для изготовления жаростойких композитов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623387C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1320196A1 (ru) * 1986-01-16 1987-06-30 Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна Сырьева смесь дл приготовлени жаростойкого бетона
RU2072332C1 (ru) * 1993-07-30 1997-01-27 Горловский арендный концерн "Стирол" Быстротвердеющее вяжущее
US6458423B1 (en) * 1999-08-03 2002-10-01 David M. Goodson Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof
RU2387614C1 (ru) * 2009-01-11 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева Керамическая масса для получения кислотоупоров
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
RU2553115C1 (ru) * 2014-04-09 2015-06-10 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 бетонов

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1320196A1 (ru) * 1986-01-16 1987-06-30 Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна Сырьева смесь дл приготовлени жаростойкого бетона
RU2072332C1 (ru) * 1993-07-30 1997-01-27 Горловский арендный концерн "Стирол" Быстротвердеющее вяжущее
US6458423B1 (en) * 1999-08-03 2002-10-01 David M. Goodson Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof
RU2387614C1 (ru) * 2009-01-11 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева Керамическая масса для получения кислотоупоров
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
RU2553115C1 (ru) * 2014-04-09 2015-06-10 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 бетонов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528643C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2521980C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
Kazmi et al. Development of lighter and eco-friendly burnt clay bricks incorporating sugarcane bagasse ash
CN101921128B (zh) 一种用于石灰回转窑的浇注料
CN102515792A (zh) 一种高强耐磨快换预制件
RU2521005C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
CN103864320A (zh) 低热矿渣硅酸盐水泥及其生产方法
Bouchetou et al. Synthesis of an innovative zirconia-mullite raw material sintered from andalusite and zircon precursors and an evaluation of its corrosion and thermal shock performance
CN103304141A (zh) 一种利用钢渣和赤泥复合制备的玻璃陶瓷及其制备方法
CN109053124A (zh) 利用泥质粉细砂制备防汛备防石的方法
CN101830685B (zh) 用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖及制备方法
RU2623387C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2592927C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2580536C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2626488C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2602542C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2594240C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2616199C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2576067C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2553115C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2524155C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2576537C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2568203C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2571780C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2567911C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180414