смесь для изготовления жаростойкого бетона

Формула изобретения

Смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая муллитокорундовый заполнитель и вяжущее, содержащее силикат-глыбу, тонкодисперсный корунд и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит указанный корунд электроплавленный, а в качестве наполнителя - дегидратированный боксит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба	1,8-2,0
указанный боксит	6-7
указанный корунд	10-11
муллитокорундовый заполнитель	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для футеровки тепловых агрегатов металлургической промышленности.

Известна сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона, включающая тонкомолотую силикат-глыбу, доломит, цирконовый концентрат и тонкомолотый циркон [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая, % по массе: силикат-глыбу 1,8-2; мел 6-7; тонкодисперсный корунд 10-11; муллитокорундовый заполнитель - остальное [2].

Недостатком указанных сырьевых смесей является низкая прочность при высоких температурах и соответственно температура применения изделий из них.

Целью изобретения является повышение температуры применения жаростойкого бетона.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая муллитокорундовый заполнитель и вяжущее, содержащее силикат-глыбу, тонкодисперсный корунд и наполнитель, содержит указанный корунд электроплавленный, а в качестве наполнителя - дегидратированный боксит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба	1,8-2,0
указанный боксит	6-7
указанный корунд	10-11
муллитокорундовый заполнитель	остальное

Использованы следующие сырьевые материалы:

Силикат-глыба (ГОСТ 13079-81 силикатный модуль 2,7-3,0) следующего химического состава, мас.%: SiO₂ - 72; Na₂O - 26,1; Al₂О₃ - 1,5; Fe₂О₃ - 0,07; остальные примеси - 0,33.

Дегидратированный при 800°С боксит, представляющий собой высокодисперсную аморфную форму Al ₂О₃.

Электроплавленный корунд Тохвинского глиноземного завода, характеризующийся следующим химическим составом, мас.%: Al₂O ₃ - 98,11-98,79; SiO₂ - 0,13-0,15; Fe₂О₃ - 0,58-1,40; Na₂O - 0,27-0,45.

Муллитокорундовый заполнитель ТУ 14-8-374-89 марки ММКТ-80 с содержанием Al ₂О₃ более 80%.

Для определения прочности на сжатие при различных температурах обжига из жаростойкого бетона с использованием вышеуказанных компонентов были изготовлены образцы-цилиндры d=25 мм и h=85 мм. Аналогичные образцы были изготовлены также из жаростойкого бетона состава, приведенного в прототипе с применением в качестве огнеупорного наполнителя мела (табл.1).

Вяжущее для жаростойкого бетона готовили путем совместного измельчения компонентов вяжущего в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500-3000 см ²/г.

Затем отдозированные вяжущее и муллитокорундовый заполнитель, затворенные водой при В/Т=0,2, перемешивали в бетономешалке принудительного действия в течение 5-6 минут до получения гомогенной смеси. Из полученной бетонной смеси формовали образцы и после термообработки их при 180-200°С подвергали испытаниям для определения свойств предлагаемого жаростойкого бетона. Результаты испытаний приведены на чертеже и в табл.2.

Отсюда следует, что в интервале температур 800-1600°С прочность на сжатие образцов из жаростойкого бетона с использованием дегидратированного боксита почти в 2 раза выше прочности образцов из жаростойкого бетона с использованием в качестве наполнителя мела.

Это объясняется тем, что в жаростойком бетоне с использованием наполнителя мела при высоких температурах, наряду с высокоогнеупорными соединениями 2CaO·SiO₂, СаО·Al ₂О₃, СаО·2Al ₂О₃, муллит образуются соединения с температурой плавления 1600°С и ниже (геленит, метасиликат и др.), влияющие на прочность при сжатии, при нагреве и в целом на температуру применения. А при введении в состав жаростойкого бетона в качестве наполнителя дегидратированного боксита, начиная с 1200-1600°С, при взаимодействии с силикатом натрия (силикат-глыба) и корундом обнаружено образование высокоогнеупорных соединений -Al₂О₃ и муллита, повышающих огнеупорные свойства бетона.

В табл.2 приведены свойства смесей различных составов (см. табл.1) известного и предложенного жаростойкого бетона.

Как видно из табл.2, по сравнению с известным при одинаковых составах смеси предложенный жаростойкий бетон с наполнителем из дегидратированного боксита обладает высокими эксплуатационными свойствами. А прочность на сжатие при нагреве до 1300°С на 50-60% выше, чем у известного.

Таким образом, результаты испытаний предлагаемого жаростойкого бетона показывают, что, вводя в состав вяжущего наряду с силикат-глыбой дегидратированного боксита и электроплавленного корунда при сохранении определенных соотношений между компонентами, можно существенно улучшить термомеханические характеристики и тем самым повысить температуру применения жаростойкого бетона.

Таблица 1
Компоненты	Состав смеси, мас.%
	Предлагаемая					Известная
	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
Мел	-	-	-	-	-	5	6	6,5	7	8
Дегидратированный боксит	5	6	6,5	7	8	-	-	-	-	-
Электроплавленный корунд (тонкодисперсный)	9	10	10,5	11	12	-	-	-	-	-
Силикат-глыба	1,5	1,8	1,9	2	3	1,5	1,8	1,9	2	3
Корунд (тонкодисперсный)	-	-	-	-	-	9	10	10,5	11	12
Муллитокорундовый заполнитель	84,5	82,2	81,1	80	77	84,5	82,2	81,1	80	77

Таблица 2
Физико-механические показатели	Номер состава
	Предлагаемая					Известная
	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
Предел прочности при сжатии, МПа:
после сушки	22	30	37	40	46	12	21	26	30	35
при нагреве до 1300°С	1,15	1,23	1,20	1,03	0,21	0,69	0,73	0,71	0,61	0,12
Остаточная прочность, %
после нагрева до 1200°С	100	118	123	126	115	93	112	116	120	108
после нагрева до 1600°С	109	130	137	148	142	100	120	130	140	135
Средняя плотность, кг/м	2590	2546	2490	2440	2386	2450	2400	2350	2300	2250
Термическая стойкость 1300°С водных теплосмен	16	21	24	27	31	10	14	18	20	25
Температура применения, град	1800	1800	1800	1800	1600	1600	1600	1600	1600	1400
Огнеупорность, град	1997	1994	1982	1970	1670	1850	1830	1815	1800	1510
Теплопроводность Вт/(м·°С)	0,91	0,77	0,72	0,65	0,66	1,00	0,80	0,75	0,70	0,70

Источники информации

1. SU 1168537 А, Кл. С04В 28/26, Бюл. №27, 1985. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона.

2. SU 1337365 A1, Кл. С04В 28/26, Бюл. №34, 1987. Смесь для изготовления жаростойкого бетона.