смесь для жаростойкого бетона

Формула изобретения

Смесь для изготовления жаростойкого бетона, включающая связующее, хромомагнезит, боксит, динас, отход производства двуокиси циркония после стадии хлорирования, отличающаяся тем, что она содержит в качестве связующего кристаллогидраты полисиликата натрия Na ₂O·4SiO₂·10H₂O, или Na ₂O·5SiO₂·9H₂O, или Na ₂O·6SiO₂·8H₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кристаллогидрат полисиликата натрия	1,5-2,5
хромомагнезит	12-17
боксит	1,5-2,0
динас	58,5-75,0
отход производства двуокиси циркония
после стадии хлорирования	12-20

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовлении жаростойкого бетона для изготовления футеровки обжиговых колодцев и печей трубопрокатных станов металлургической промышленности.

Известна смесь для жаростойкого бетона [1], которая содержит, мас.%: растворимое стекло 1-5, обожженный магнезит 2-8, технический глинозем 4-20, карбид кремния 11-19 и хромомагнезитевый клинкер - остальное.

Недостатками этой смеси являются низкая температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, термостойкость и водостойкость.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипом, является смесь для жаростойкого бетона [2], включающая, мас.%: силикат-глыба 1,5-2,5, хромомагнезит 12-17, боксит 1,5-2, динас 58,5-73,0, отход производства двуокиси циркония после стадии хлорирования 12-20.

Недостатками этой смеси являются низкие температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, термостойкость и водостойкость.

Исходные компоненты, входящие в состав смеси для жаростойкого бетона, следующие: кристаллогидраты полисиликата натрия Na ₂O·6SiO₂·8H ₂O, хромомагнезит, боксит, динас, отход производства двуокиси циркония после стадии хлорирования.

Кристаллогидраты полисиликата натрия Na₂ O·6SiO₂·8H₂O, Na ₂O·5SiO₂·9H ₂O, Na₂O·4SiO₂ ·10H₂O изготавливали (пат. № 2118642) путем введения при перемешивании в 20-30 мас.% водный раствор силиката натрия 10-16 мас.% гидрозоля диоксида кремния при 70-100°С, в соотношении 1:(1-1,5) соответственно, и выдерживали при этой температуре не более 0,5 ч, а затем удаляли влагу до содержания 25,4-35,9 мас.%.

Отдозированные сухие компоненты для каждого состава, приведенной в табл.1 полисиликат-натриевого композиционного вяжущего (тонкомолотые хромомагнезит: боксит: кристаллогидраты полисиликата натрия) удельной поверхностью 2500-3000 см²/г, перемешивали с добавлением воды (В/В=0.3-0.4 в зависимости от состава смеси) в лабораторном высокоскоростном смесителе до получения однородной суспензии. Затем полученную суспензию совместно перемешивали с остальными огнеупорными компонентами смеси в лопастной лабораторной мешалке принудительного действия до получения однородной массы.

Из полученной гомогенной массы изготавливали образцы различных составов для определения температуры деформации под нагрузкой 0,2 МПа (ГОСТ20910-90), термостойкости (ГОСТ20910-90) и водостойкости (К_разм ) (Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 536 с.).

Твердение отформованных образцов осуществляли в лабораторном сушильном шкафу по режиму: подъем температуры до 200°С в течение 1 ч, выдержка при этой температуре 2 ч до полного удаления воды.

Пример 2 и 3 осуществляют аналогично примеру 1, только в качестве связующего используются кристаллогидраты Na₂ O·5SiO₂·9H₂O и Na₂O·4SiO₂·10H ₂O соответственно.

Одновременно для сравнения изготавливались образцы из известных составов [2], которые соответствовали тем же соотношениям компонентов, что и в примерах 1-3.

Составы и результаты испытаний известных и предлагаемых бетонных смесей приведены в таблице 1.

Таблица 1
Компоненты и свойства	Предлагаемый	Известный
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Тонкомолотый хромомагнезит	12	15	17	12	15	17	12	15	17	12	15	17
Силикат-глыба										1.5	2.0	2.5
Na2 O·4SiO2·10H2 O	1.5	2.0	2.5
Na2O·5SiO2·9H 2O				1.5	2.0	2.5
Na2O·6SiO2·8H 2O							1.5	2.0	2.5
Отход производства двуокиси циркония	12	16	20	12	16	20	12	16	20	12	16	20
Боксит	1.5	1.7	2.0	1.5	1.7	2.0	1.5	1.7	2.0	1.5	1.7	2.0
Динас	73	65.3	58.5	73	65.3	58.5	73	65.3	58.5	73	65.3	58.5
Термостойкость при 1300°С (возд. теплосмен)	45	47	46	48	49	47	50	52	51	30	33	39
Температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, °С	1580	1600	1560	1600	1630	1580	1620	1650	1590	1400	1430	1430
Водостойкость, Кразм	0.80	0.85	0.85	0.85	0.90	0.85	0.90	0.90	0.85	0.75	0.72	0.70

Анализ полученных результатов показывает, что применение в качестве связки кристаллогидратов полисиликата натрия взамен силикат-глыбы ведет к повышению температуры начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, термостойкости и водостойкости. Это объясняется тем, что с повышением силикатного модуля от 4 до 6 существенно уменьшается легкоплавкое щелочное составляющее Na₂O в кристаллогидратах полисиликата натрия, что хорошо иллюстрируется показателями свойств различных составов жаростойкого бетона на кристаллогидратах полисиликата натрия с различными силикатными модулями.

При этом, увеличение связки в бетоне более 2,5% приводит к снижению вышеуказанных показателей свойств. А результаты испытания образцов с содержанием связки менее 1,5% нами не приведены, так как это приводит к снижению необходимой монтажной прочности.

1. Авторское свидетельство СССР № 1261926, кл. C04B 28/24, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР № 1351907, кл. C04B 28/26, 1987.