Патент на изобретение №2377216

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2377216 (13) C1
(51) МПК

C04B28/26 (2006.01)
C04B40/00 (2006.01)
B82B3/00 (2006.01)
C04B111/20 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 17.09.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2008143628/03, 01.11.2008

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

01.11.2008

(46) Опубликовано: 27.12.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
ТОТУРБИЕВ Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. – М.: Стройиздат, 1988, с.46. SU 1701693 A1, 30.12.1991. SU 1399294 A1, 30.05.1988. SU 1351907 A1, 15.11.1987. RU 2067077 C1, 27.09.1996. RU 2129108 C1, 20.04.1999. DE 4233295 A1, 07.04.1994.

Адрес для переписки:

367015, Республика Дагестан, г. Махачкала, пр-кт имама Шамиля, 70, ГОУ ВПО ДГТУ, отдел интеллектуальной собственности

(72) Автор(ы):

Батырмурзаев Шахбутдин Даудович (RU),
Даитбеков Абдурахман Магомедович (RU),
Батырмурзаев Алимпаша Шахбутдинович (RU),
Гаджиев Абдулла Магомедсаламович (RU),
Ахмедов Мурад Ахмедович (RU),
Даитбекова Байзат Ибрагимовна (RU),
Гаджиев Рустам Алимпашаевич (RU),
Газимагомедова Аминат Магомедовна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ “ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ” (ДГТУ) (RU)

(54) СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВОГО ЦИРКОНОВОГО ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из цирконовых безобжиговых жаростойких бетонов, получаемых без предварительного обжига. Технический результат – повышение прочности и термической стойкости бетона. Состав для изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона содержит, мас.%: цирконовый заполнитель 57-81, тонкомолотый циркон 8-18, натриевая силикат-глыба в виде наноразмерных частиц 2-4, тонкомолотый диатомит 6-16, молочно-белый опал в виде наноразмерных частиц 3-5, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключается в переводе натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см2/г натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала при температуре 200-600°С, перемешивании цирконового заполнителя, тонкомолотых циркона и диатомита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч. Причем натриевую силикат-глыбу и молочно-белый опал в виде их наноразмерных частиц получают как отдельно, так и в смеси их. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из безобжигового цирконового жаростойкого бетона.

Технический результат – повышение прочности и термической стойкости изделий из цирконового жаростойкого безобжигового бетона.

Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе композиций из природных и техногенных стекол (1).

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего силикат-глыбы размером частиц более 1-100 микрон, которые в точке растворения в вяжущем или бетоне образуют жидкое стекло, которое невозможно равномерно распределять в массе затвердевшего бетона, что приводит к увеличению плавнеобразующего составляющего и снижению прочности и термической стойкости бетона.

Известен способ изготовления безобжиговых огнеупоров (2) с использованием состава, который включает силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, содержащий кристаллический кварцит, тонкомолотый огнеупорный наполнитель, где предусматривается совместный помол части огнеупорного заполнителя и силикат-глыбы, а также нагрев компонентов до 80-90°С при сухом смешивании, затворение нагретой до 80-90°С водой, формование прессованием при 40 МПа и сушка при 250-300°С в течение 1-2 ч.

Недостатком известного способа является то, что частицы силикат-глыбы после механического помола имеют размеры более 100 мк, и поэтому требуется большее время смешивания и большее усилие прессования, что приводит к расслоению изделий при формовании их прессованием при 40 МПа, а также не достигается равномерное распределение частиц силикат-глыбы в смеси и образовавшегося жидкого стекла.

Наиболее близкими к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипами, являются состав и способ (3), где композиционное вяжущее получают путем совместного сухого помола части огнеупорного заполнителя и натриевой силикат-глыбы, изделия готовят виброформованием, а сушку осуществляют термоударом при температуре 250-300°С.

Основные показатели следующие: прочность при сжатии после сушки при 200°С 27-30 МПа, термическая стойкость 20-22 (1300°С – вода) число теплосмен.

Недостатком известных состава и способа является то, что растворенные большие частицы силикат глыбы (размером более 1-100 мкм) образуют высокомодульное жидкое стекло в местах растворения, которое при высоких температурах эксплуатации размягчается и способствует снижению прочности, температуры службы и термической стойкости изделий за счет неравномерного распределения в бетоне силиката натрия.

Цель изобретения: повышение прочности, температуры службы и термической стойкости цирконовых жаростойких безобжиговых бетонов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона, включающий цирконовый заполнитель, тонкомолотый циркон, натриевую силикат-глыбу и воду, содержит натриевую силикат-глыбу и дополнительно молочно-белый опал в виде их наноразмерных частиц и дополнительно тонкомолотый диатомит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цирконовый заполнитель 57-81
Тонкомолотый циркон 8-18
Натриевая силикат-глыба в виде
наноразмерных частиц 2-4
Тонкомолотый диатомит 6-16
Молочно-белый опал в виде
наноразмерных частиц 3-5
Вода из расчета В/Т 0,12-0,14

Цель достигается также тем, что способ изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона из состава, указанного выше, заключается в переводе натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см2/г натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала при температуре 200-600°С, перемешивании цирконового заполнителя, тонкомолотых циркона и диатомита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч.

Причем натриевую силикат-глыбу и молочно-белый опал в виде их наноразмерных частиц получают как отдельно, так и в смеси их.

Получение наночастиц из натриевой силикат-глыбы и из молочно-белого опала способствует увеличению силикатного модуля в бетоне и тем самым повышению температуры службы и термической стойкости жаростойкого цирконового бетона. Присутствие наночастиц способствует образованию высокопрочных и термических силицидов и силикатов циркония при температурах 1600-1650°С.

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона с повышенной прочностью и температурой службы, включают:

цирконовый заполнитель требуемых фракций;

тонкомолотый циркон с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г;

тонкомолотый диатомит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г;

натриевая силикат глыба – отход Огнинского стекольного завода, тонкомолотая до удельной поверхности 2500-3000 см2/г;

тонкомолотый природный молочно-белый опал с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г;

вода – любая, кроме минеральных вод.

Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно увеличение прочности и температуры эксплуатации и термической стойкости изделий.

Пример.

Предварительно отдозированную часть цирконового заполнителя измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 3000 см2/г, также измельчают силикат-глыбу, диатомит, молочно-белый опал, затем в подогреваемую бетономешалку с укрепленными на ее корпусе тэнами и снабженную теплоизоляцией загружают в мас.%: цирконовый заполнитель фракции 0,63 мм 69, тонкомолотый циркон 13, тонкомолотый диатомит 11 и смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 85°С водную смесь наноразмерных частиц, полученных в барбатере из силикат-глыбы и молочно-белого опала, из расчета наночастицы натриевой силикат-глыбы, имеющие размер 10-12 нм, 3, и наночастицы молочно-белого опала, имеющие размер 10-12 нм, 4, при непрерывном смешивании дополнительно добавляют подогретую до 85°С воду из расчета водотвердое отношение 0,14, смешивание массы продолжают 3-4 мин. Из этой массы прессуют изделия при удельном давлении 30 МПа и проводят термообработку изделий термоударом при 300°С в сушильной камере в течение 1,5 ч.

Наноразмерные частицы силикат-глыбы и аналогично молочно-белого опала получают следующим образом. Тонкомолотую силикат-глыбу (молочно-белый опал) с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г (для данного примера 3000 см2/г) гидратируют и загружают в кюветы, расположенные в кварцевой трубке, которая в свою очередь расположена внутри трубчатой печи. С одной стороны в кварцевую трубку подают острый водяной пар, а другая сторона подсоединяется к охладителю конденсата, кондесатосборнику и барбатеру с водой. При повышении температуры в печи до 200-600°С (для данного примера 500°С) происходит дегидратационное диспергирование и наночастицы с размером 10-12 нм уносятся паром в конденсатосборник и в барбатер. Хроматографическим анализом определяют в барбатере и конденсатосборнике количественное содержание наночастиц и по достижению достаточного количества содержания их для вышеуказанного состава бетонной смеси водные смеси наночастиц из барбатера и конденсатоотводчика нагревают до 80-90°С и применяют для приготовления бетона.

Причем значения массовых процентов соответствующих наночастиц устанавливают путем количественного хроматографического анализа водной смеси из барбатера в процессе получения их

Предлагаемые состав и способ обеспечивают получение структурно-стабильного изделия без предварительного обжига, повышение прочности, температуры эксплуатации и термической стойкости изделий за счет полного растворения наноразмерных компонентов силикат глыбы и опала, части аморфного и кристаллического кварца, а также за счет равномерного распределения их в смеси в процессе смешивания и сушки. Состав и способ обеспечивают прочность при сжатии после сушки 42-56 МПа, термическую стойкость 26-31 (1300°С – вода) число теплосмен.

Литература

1. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Зейфман М.И., Тотурбиев Б.Д. Жаростойкие бетоны на основе композиций из природных и техногенных стекол. М.: Стройиздат, 1966. – 144 с.

2. Способ изготовления безобжиговых огнеупоров. Тотурбиев Б.Д., Батырмурзаев Ш.Д. А.С. СССР 1701693, БИ 48, 30.12.91.

3. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. – М.: Стройиздат, 1988. – 208 с.

Формула изобретения

1. Состав для изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона, включающий цирконовый заполнитель, тонкомолотый циркон, натриевую силикат-глыбу и воду, отличающийся тем, что он содержит натриевую силикат-глыбу и дополнительно молочно-белый опал в виде их наноразмерных частиц и дополнительно тонкомолотый диатомит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цирконовый заполнитель 57-81
Тонкомолотый циркон 8-18
Натриевая силикат-глыба в виде
наноразмерных частиц 2-4
Тонкомолотый диатомит 6-16
Молочно-белый опал в виде наноразмерных частиц 3-5
Вода из расчета В/Т 0,12-0,14

2. Способ изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона из состава по п.1, заключающийся в переводе натриевой силикат-глыбы и мелочно-белого опала в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см2/г натриевой силикат-глыбы и молочно-белого опала при температуре 200-600°С, перемешивании цирконового заполнителя, тонкомолотых циркона и диатомита с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы и мелочно-белого опала в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что натриевую силикат-глыбу и молочно-белый опал в виде их наноразмерных частиц получают как отдельно, так и в смеси их.

Categories: BD_2377000-2377999