RU2731754C1 - Heat-resistant slag-lintering concrete - Google Patents
Heat-resistant slag-lintering concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731754C1 RU2731754C1 RU2019136833A RU2019136833A RU2731754C1 RU 2731754 C1 RU2731754 C1 RU 2731754C1 RU 2019136833 A RU2019136833 A RU 2019136833A RU 2019136833 A RU2019136833 A RU 2019136833A RU 2731754 C1 RU2731754 C1 RU 2731754C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- fraction
- chamotte
- less
- heat
- Prior art date
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
- C04B28/08—Slag cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к производству строительных материалов, которые могут быть использованы для изготовления футеровок тепловых агрегатов, футеровок печных вагонеток туннельных печей, и футеровок, работающих в условиях высоких температур и повышенной цикличности.The proposal relates to the production of building materials that can be used for the manufacture of linings for heating units, linings for kiln cars of tunnel kilns, and linings operating at high temperatures and increased cyclicity.
Известны составы для производства жаростойких шлакощелочных бетонов, содержащие шамотный заполнитель, тонкомолотую добавку, (шамот и обожженный гидратированный глиноземистый цемент), феррохромовый шлак и жидкое стекло [Патент РФ № 590291, МПК С04В 19/04 30.01.1978]; шамотный заполнитель фракций 5-10 мм и менее 5 мм, самораспадающийся феррохромовый шлак, едкий натр, воду [Патент РФ №2284305, МПК С04В 28/08 27.09.2006].Known compositions for the production of heat-resistant slag-alkali concretes containing fireclay filler, finely ground additive (fireclay and fired hydrated alumina cement), ferrochrome slag and liquid glass [RF Patent No. 590291, IPC S04B 19/04 01/30/1978]; fireclay filler with fractions of 5-10 mm and less than 5 mm, self-decaying ferrochrome slag, caustic soda, water [RF Patent No. 2284305, IPC С04В 28/08 27.09.2006].
Недостатками составов являются невысокая механическая прочность, низкая термостойкость, низкая температура применения.The disadvantages of the compositions are low mechanical strength, low heat resistance, low application temperature.
Известен состав для производства жаростойких шлакощелочных бетонов, содержащий шамот фракций 5-10 мм и менее 5 мм, самораспадающийся феррохромовый шлак, едкий натр, огнеупорное волокно, портландцемент, воду [Патент РФ №2437854, МПК С04В 28/08 27.12.2011].Known composition for the production of heat-resistant slag-alkali concretes, containing chamotte fractions of 5-10 mm and less than 5 mm, self-disintegrating ferrochrome slag, caustic soda, refractory fiber, Portland cement, water [RF Patent No. 2437854, IPC C04B 28/08 27.12.2011].
Недостатком состава является низкая температура применения.The disadvantage of the composition is the low application temperature.
Наиболее близким техническим решением является состав для производства жаростойких шлакощелочных бетонов, содержащий шамот фракций 5-10 мм и менее 5 мм, самораспадающийся феррохромовый шлак, едкий натр, огнеупорное волокно, портландцемент, воду [Патент РФ №2437854, МПК С04В 28/08 27.12.2011].The closest technical solution is a composition for the production of heat-resistant slag-alkaline concretes containing chamotte fractions of 5-10 mm and less than 5 mm, self-disintegrating ferrochrome slag, caustic soda, refractory fiber, Portland cement, water [RF Patent No. 2437854, IPC C04B 28/08 27.12. 2011].
Однако данный материал получен с более низкими температурами применения (1300-1350°С).However, this material was obtained with lower application temperatures (1300-1350 ° C).
Задачей предложения является получение жаростойкого шлакощелочного бетона с температурой применения более 1400°С при сохранении прочих прочностных характеристик на уровне.The objective of the proposal is to obtain heat-resistant slag-alkali concrete with an application temperature of more than 1400 ° C, while maintaining other strength characteristics at the level.
Технический результат достигается за счет того, что жаростойкий шлакощелочной бетон, полученный из бетонной смеси, содержащей шамот фракции 5-10 мм, шамот фракции менее 5 мм, самораспадающийся феррохромовый шлак, едкий натр, портландцемент и воду, в составе смеси дополнительно содержит шлак металлического хрома фракции 5-10 мм, шлак металлического хрома фракции менее 5 мм, метакаолин в следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved due to the fact that heat-resistant slag-alkaline concrete, obtained from a concrete mixture containing chamotte fraction 5-10 mm, chamotte fraction less than 5 mm, self-decomposing ferrochrome slag, caustic soda, Portland cement and water, in the mixture additionally contains metal chromium slag fraction 5-10 mm, slag of metallic chromium fraction less than 5 mm, metakaolin in the following ratio of components, wt%:
шамот фракции 5-10 мм - 15,0;chamotte fraction 5-10 mm - 15.0;
шамот фракции менее 5 мм - 16,0;chamotte fraction less than 5 mm - 16.0;
шлак металлического хрома фракции 5-10 мм - 15,0;slag of metallic chromium fraction 5-10 mm - 15.0;
шлак металлического хрома фракции менее 5 мм - 15,5;slag of metallic chromium of fraction less than 5 mm - 15.5;
самораспадающийся феррохромовый шлак - 23,5;self-decaying ferrochromium slag - 23.5;
едкий натр - 2,5;caustic soda - 2.5;
портландцемент - 1,0;Portland cement - 1.0;
метакаолин 0,5;metakaolin 0.5;
вода - 11.water - 11.
Введение в состав бетонной смеси шлака металлического хрома (продукт плавленый глиноземистый ППГ-75 по ТУ 0798-069-001864482-2011, имеющий усредненный химический состав, мас.%: 75 Al2O3, 10,0 CaO, 1,0 Fe2O3, 8,0 Cr2O3) приводит к изменению фазового состава в процессе нагрева. Шлак металлического хрома проявляет активность к щелочному компоненту шлакощелочного вяжущего. Основным соединением, формирующимся при взаимодействии щелочи со шлаком металлического хрома является Na,Al(SiO3)2*H2O, что приводит к повышению температуры 4%-ной деформации под нагрузкой за счет образования тугоплавких соединений.Introduction of metallic chromium slag into the concrete mixture (fused alumina product PPG-75 according to TU 0798-069-001864482-2011, having an average chemical composition, wt%: 75 Al2O3, 10.0 CaO, 1.0 Fe2O3, 8.0 Cr2O3) leads to a change in the phase composition during heating. Slag of metallic chromium is active towards the alkaline component of the slag-alkaline binder. The main compound formed during the interaction of alkali with metal chromium slag is Na, Al (SiO3) 2 * H2O, which leads to an increase in the temperature of 4% deformation under load due to the formation of refractory compounds.
Введение в состав бетонной смеси метакаолина по ТУ 5729-097-12615988-2013, имеющего усредненный химический состав, мас.%: 42,5 Al2O3, 53,5 SiO2, 0,6 Fe2O3, 0,4 TiO2, 0,95 K2O, 0,05 Na2O, 0,15 CaO, позволяет компенсировать снижение остаточной прочности на сжатие и термостойкости. Метакаолин является химическим аналогом шамотного заполнителя, но при этом находится в тонкодисперсном и аморфном состоянии. Дисперсность метакаолина значительно выше тонкомолотого шамота. Введение метакаолина позволяет увеличить активность шлакощелочного вяжущего, без значительного увеличения в потребности щелочного затворителя.Introduction of metakaolin into the concrete mixture according to TU 5729-097-12615988-2013, having an average chemical composition, wt%: 42.5 Al2O3, 53.5 SiO2, 0.6 Fe2O3, 0.4 TiO2, 0.95 K2O, 0.05 Na2O, 0.15 CaO, allows you to compensate for the decrease in residual compressive strength and heat resistance. Metakaolin is a chemical analogue of chamotte filler, but it is in a finely dispersed and amorphous state. Dispersion of metakaolin is much higher than finely ground chamotte. The introduction of metakaolin allows you to increase the activity of the slag-alkaline binder, without a significant increase in the need for an alkaline grout.
Шамот марки ЗШБ, фракций 5-10 мм и менее 5 мм, соответствующий ГОСТ 23037-99 «Заполнители огнеупорные. Технические условия», имеющий усредненный химический состав, мас.%: 31,0 Al2О3, 68,0 SiO2, 0,5 Fe2O3, 0,5 CaO+MgO.Fireclay grade ZShB, fractions 5-10 mm and less than 5 mm, corresponding to GOST 23037-99 “Refractory aggregates. Specifications ", having an average chemical composition, wt.%: 31.0 Al 2 O 3 , 68.0 SiO 2 , 0.5 Fe 2 O 3 , 0.5 CaO + MgO.
Самораспадающийся феррохромовый шлак - белит по ТУ 14-139-201-2012, имеющий усредненный химический состав, мас.%: 45 CaO, 25 SiO2, 10,0 Al2O3, 8,0 Cr2O3, 10,0 MgO.Self-decaying ferrochrome slag - whitening according to TU 14-139-201-2012, having an average chemical composition, wt%: 45 CaO, 25 SiO 2 , 10.0 Al 2 O 3 , 8.0 Cr 2 O 3 , 10.0 MgO.
Едкий натр технический чешуированный по СТО 00203312-017-2011, изм. 1,2 с содержанием гидроксида натрия не менее, мас.%: 98,5.Technical caustic soda flaked according to STO 00203312-017-2011, rev. 1.2 with sodium hydroxide content not less than, wt%: 98.5.
Портландцемент ПЦ500Д0 по ГОСТ 10178-85.Portland cement PC500D0 in accordance with GOST 10178-85.
В таблице 1 приведен состав смеси согласно заявленному изобретению.Table 1 shows the composition of the mixture according to the claimed invention.
В таблице 2 представлены свойства жаростойкого шлакощелочного бетона, изготовленного согласно состава таблицы 1. Воду в дозировке 11 % добавляли в смесь после тщательного перемешивания в лабораторном смесителе принудительного действия. Формование образцов осуществлялось с помощью виброуплотнения. После чего, бетонная смесь подвергалась тепловой обработке по следующему режиму:Table 2 shows the properties of heat-resistant slag-alkali concrete made according to the composition of Table 1. Water in a dosage of 11% was added to the mixture after thorough mixing in a laboratory forced-action mixer. The samples were molded using vibration compaction. After that, the concrete mixture was heat treated according to the following regime:
- подъем температуры до 60-65°С в течение 1,5-2 часов;- temperature rise to 60-65 ° С within 1.5-2 hours;
- выдержка при 60-70°С в течение 4 часов;- exposure at 60-70 ° C for 4 hours;
- подъем температуры до 90-95°С в течение 1,5-2 часов;- rise in temperature to 90-95 ° C within 1.5-2 hours;
- выдержка при 90-95°С в течение 4 часов;- exposure at 90-95 ° C for 4 hours;
- подъем температуры до 110-120°С в течение 2 часов;- temperature rise to 110-120 ° С within 2 hours;
- выдержка при 110-120°С в течение 7-8 часов;- exposure at 110-120 ° C for 7-8 hours;
- снижение температуры до 50-70°С в течение 3 часов.- temperature decrease to 50-70 ° С within 3 hours.
После прохождения режима тепловой обработки формы разбирались.After passing the heat treatment mode, the molds were disassembled.
В таблице 3 приведен состав и свойства прототипа.Table 3 shows the composition and properties of the prototype.
Плотность определялась по ГОСТ 12730.1-78. Прочность на сжатие определялась по ГОСТ 10180-2012. Прочность на изгиб определялась по ГОСТ 310.4-81. Термостойкость определялась по ГОСТ 20910-90. Максимальную температуру применения определяли как температуру, соответствующую 4-% деформации под нагрузкой по ГОСТ 20910-90.The density was determined according to GOST 12730.1-78. Compressive strength was determined according to GOST 10180-2012. The flexural strength was determined according to GOST 310.4-81. Heat resistance was determined according to GOST 20910-90. The maximum application temperature was determined as the temperature corresponding to 4% deformation under load according to GOST 20910-90.
Согласно данным таблиц 1-3 следует, что патентуемый состав в отличие от прототипа позволяет получать жаростойкий шлакощелочной бетон с температурой применения не ниже 1400°С, с остальными физико-механическими характеристиками, не уступающими прототипу. Данный бетон необходимо применять для изготовления футеровок тепловых агрегатов, футеровок печных вагонеток туннельных печей, и футеровок, работающих в условиях высоких температур и повышенной цикличности.According to the data in tables 1-3, it follows that the patented composition, in contrast to the prototype, makes it possible to obtain heat-resistant slag-alkaline concrete with an application temperature of at least 1400 ° C, with the rest of the physical and mechanical characteristics that are not inferior to the prototype. This concrete must be used for the manufacture of linings of heating units, linings of kiln cars of tunnel kilns, and linings operating at high temperatures and increased cyclicity.
Указанные особенности свидетельствуют о достижении поставленной задачи.These features indicate the achievement of the task.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136833A RU2731754C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Heat-resistant slag-lintering concrete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136833A RU2731754C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Heat-resistant slag-lintering concrete |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2731754C1 true RU2731754C1 (en) | 2020-09-08 |
Family
ID=72421912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136833A RU2731754C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Heat-resistant slag-lintering concrete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2731754C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU590291A1 (en) * | 1976-10-13 | 1978-01-30 | Научно-Исследовательский Институт Бетона И Железобетона Госстроя Ссср | Concrete mix |
DE3230227A1 (en) * | 1982-08-13 | 1984-02-16 | Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden | Refractory or fire-resistant mortars or cements for refractory or fire-resistant bricks, in particular light-weight bricks, and the use thereof |
SU1491845A1 (en) * | 1987-06-30 | 1989-07-07 | Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Челябинский Промстройниипроект" | Mortar for finishing work |
RU2284305C1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-27 | Валерий Александрович Сырых | Process of manufacturing heat-resistant concrete mix and process for manufacturing products from heat-resistant concrete mix |
RU2437854C1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Method to produce heat resistant concrete mix based on lime-slag binder and method to produce items from heat resistant concrete mix |
RU2674484C1 (en) * | 2018-01-22 | 2018-12-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет") | Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete |
-
2019
- 2019-11-15 RU RU2019136833A patent/RU2731754C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU590291A1 (en) * | 1976-10-13 | 1978-01-30 | Научно-Исследовательский Институт Бетона И Железобетона Госстроя Ссср | Concrete mix |
DE3230227A1 (en) * | 1982-08-13 | 1984-02-16 | Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden | Refractory or fire-resistant mortars or cements for refractory or fire-resistant bricks, in particular light-weight bricks, and the use thereof |
SU1491845A1 (en) * | 1987-06-30 | 1989-07-07 | Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Челябинский Промстройниипроект" | Mortar for finishing work |
RU2284305C1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-27 | Валерий Александрович Сырых | Process of manufacturing heat-resistant concrete mix and process for manufacturing products from heat-resistant concrete mix |
RU2437854C1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Method to produce heat resistant concrete mix based on lime-slag binder and method to produce items from heat resistant concrete mix |
RU2674484C1 (en) * | 2018-01-22 | 2018-12-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет") | Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГЕРШБЕРГ О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий, Москва,: Промстройиздат, 1957, с.15, 17. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0364640B1 (en) | Hard setting refractory composition | |
KR100297091B1 (en) | Chrome-free brick | |
WO2013172496A1 (en) | Powder alkali-activator for cement-free concrete, cement-free binder using same, and cement-free concrete | |
JP6499464B2 (en) | Insulated refractory | |
US2912341A (en) | Castable refractory | |
KR100979594B1 (en) | Heavy ceramic moulded body, method for producing said body and use of the same | |
KR101973717B1 (en) | Fire Resistance Concrete Composition | |
RU2731754C1 (en) | Heat-resistant slag-lintering concrete | |
RU2737949C1 (en) | Heat-resistant slag-alkaline concrete | |
US20210101835A1 (en) | Chromia-based brick | |
KR102098273B1 (en) | Precast block refractories for coke oven | |
RU2674484C1 (en) | Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete | |
RU2329998C1 (en) | Raw compound for fireproof heat insulating concrete | |
KR102144170B1 (en) | Slag cement composition | |
JP2021147275A (en) | Magnesia-spinel refractory brick | |
CZ307495A3 (en) | Refractory periclase-forsterite-spinel building material | |
SU621655A1 (en) | Raw mixture for making light high-temperature concrete | |
JP2017149617A (en) | Chamotte brick | |
RU2296724C1 (en) | Binding agent (versions) | |
KR100317307B1 (en) | Monolithic Basic Refractories Having High Durability | |
JP2817953B2 (en) | Inorganic molded article and method for producing the same | |
JP2018024545A (en) | Molten silica vitreous castable refractory, precast block for coke ovens and method for producing molten silica vitreous castable refractory | |
RU2619567C1 (en) | Ceramic mass for brick production | |
KR100858125B1 (en) | MgO refrectory castable | |
RU2230716C2 (en) | Mix for manufacturing nonfired quartzite refractories |