Патент на изобретение №2309132
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЖАРОСТОЙКАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ
(57) Реферат:
Изобретение относится к составам огнеупорных жаростойких бетонов, применяемых при изготовлении неформованных футеровок сложной конфигурации, например для производства щитов и пода печи сопротивления плавки карбида кремния по безобжиговой технологии, работающих в условиях периодического нагрева-остывания (максимальная температура щита 700°С) и полива водой. Жаростойкая бетонная смесь для изготовления неформованных футеровок сложной конфигурации – щитов и пода печи сопротивления плавки карбида кремния – содержит кварцевый песок, щебень гранитный, портландцемент, карбид кремния черный мелких фракций и/или сростки и спеки карбида кремния зеленого мелких фракций, суперфосфат и пластификатор – поливиниловый спирт, при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбид кремния черный мелких фракций и/или сростки и спеки карбида кремния зеленого мелких фракций – 18-38, портландцемент – 30, щебень гранитный – 0-20, кварцевый песок – 30, суперфосфат – 0,5, поливиниловый спирт – 1,5. Технический результат – повышение термической стойкости изделий, сокращение времени на их производство. 3 табл.
Изобретение относится к составам огнеупорных жаростойких бетонов, применяемых при изготовлении неформованных футеровок сложной конфигурации, например для производства щитов и пода печи сопротивления плавки карбида кремния по безобжиговой технологии, работающих в условиях периодического нагрева-остывания (максимальная температура щита 700°С) и полива водой. Известная огнеупорная бетонная смесь (см. авторское свидетельство СССР №1175915, кл. С04В 28/06, 35/68, 1985 г.) для изготовления элементов футеровок, включающая, мас.%: Шламовые отходы производства карбида кремния – 5-15 Электрокорунд – 59-77 Высокоглиноземистый цемент – 15-25 Бура – 1-3 Однако изделия из этой огнеупорной смеси приобретают свои термомеханические свойства в результате обжига и присутствия в своем составе электрокорунда и высокоглиноземистого цемента. Наиболее близкой к изобретению является известная жаростойкая бетонная смесь согласно ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия», включающая, мас.%: Кварцевый песок – 27,8 Портландцемент – 18 Щебень гранитный – 53,8 К недостаткам известной смеси следует отнести необходимость вылеживания массы в течение 28 суток. Готовые изделия из нее не обладают высокой термической стойкостью, механической прочностью. Предлагаемым изобретением решается задача устранения недостатков аналога и прототипа. Технический результат – повышение термической стойкости изделий, сокращение времени для их производства. Термомеханические свойства жаростойкая бетонная смесь приобретает в процессе эксплуатации. Предлагаемый материал относится к безобжиговым огнеупорам. Технический результат достигается тем, что с целью повышения термической стойкости бетона, сокращения времени для производства изделий из него, в жаростойкую бетонную смесь введены карбид кремния черный мелких фракций и/или сростки и спеки карбида кремния зеленого мелких фракций, суперфосфат и пластификатор – поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбид кремния черный мелких фракций и/или сростки и спеки карбида кремния зеленого мелких фракций – 18-38 Портландцемент – 30 Щебень гранитный – 0-20 Кварцевый песок – 30 Суперфосфат – 0,5 Поливиниловый спирт – 1,5 При нагревании известного строительного бетона на портландцементе происходит дегидратация Са(ОН)2 и разложение гидросиликатов и гидроалюмосиликатов кальция, образовавшихся в процессе твердения цементного камня. В результате прочность бетона сильно уменьшается, а оксид кальция в последующем под воздействием влаги гидратируется с увеличением объема, что приводит к растрескиванию бетонной конструкции. Для устранения такого недостатка в смесь вводится минеральная добавка суперфосфат, образующая с оксидом кальция нерастворимые в воде продукты. В качестве пластификатора предлагается вводить водный раствор поливинилового спирта. В качестве заполнителя предлагается использовать карбид кремния черный мелких фракций и/или сростки и спеки карбида кремния зеленого мелких фракций. Одним из требований, предъявляемых к заполнителю для бетонов, является его «инертность». Карбид кремния черный мелких фракций и/или сростки и спеки карбида кремния зеленого мелких фракций наиболее соответствуют этому требованию, являясь инертным химическим соединением, устойчивым к воздействию большинства кислот и щелочей. Введение наполнителей и добавок в бетонную смесь повышает термическую стойкость бетона, а технология изготовления сокращает время производства изделий из него. Время эксплуатации щитов и пода печи плавки карбида кремния из предлагаемой смеси увеличивается в 1,5 раза. При изготовлении образцов из составов по изобретению и известному способу сначала в смесителе перемешивают сухие составляющие, незначительно смачивая водой для устранения пыления, а затем добавляют необходимое количество воды и завершают смешивание после получения однородной массы (10-15 мин). Из полученных бетонных смесей при уплотнении вибратором или ручным методом «штыкование» формуют образцы – кубики в разъемных формах с ребром 50 мм. Изготовленные образцы выдерживают во влажной среде в течение 7 суток, а затем сушат при 95-105°С в течение 48 часов. Обжиг не проводится. Далее проводят испытания. Для определения необходимого времени для созревания цементного камня образцы после сушки оставляют при комнатной температуре на 28 суток и проводят испытания. Основной набор прочности образцов идет в первые семь суток. Для изготовления жаростойкой бетонной смеси по изобретению используют невостребованные потребителем материалы производства карбида кремния: минусовые фракции карбида кремния черного (менее 50 мкм) и сростки и спеки карбида кремния зеленого (отмытого от соли и предварительно просеянного) фракции плюс 1,0 мм. Материал характеризуется следующим химическим составом (таблица 1). Для изготовления жаростойкой бетонной смеси используют следующие компоненты: – кварцевый песок, который характеризуется следующим составом, мас.%: SiO2 – 99,10; Al2O3 – 0,32; MgO – 0,20; Fe2O3 – 0,16; – портландцемент состава, мас.%: SiO2 – 22,00; CaO – 65,00; Al2О3 – 6,0; Fe2O3 – 3,0; – щебень гранитный состава, мас.%: SiO2 – 72,00; CaO – 0,95; Al2О3 – 0,16; MgO – 2,0; Fe2О3 – 2,4.
Составы образцов, изготовленных из жаростойкой огнеупорной смеси по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице 2, а физико-механические свойства образцов – в таблице 3.
Формула изобретения
Жаростойкая бетонная смесь для изготовления неформованных футеровок сложной конфигурации – щитов и пода печи сопротивления плавки карбида кремния, характеризующаяся тем, что она содержит кварцевый песок, щебень гранитный, портландцемент, карбид кремния черный мелких фракций и/или сростки и спеки карбида кремния зеленого мелких фракций, суперфосфат и пластификатор – поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
