Патент на изобретение №2382007

(54) СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВОГО ДИНАСОВОГО ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из динасовых бесцементных жаростойких бетонов, получаемых без предварительного обжига. Технический результат – повышение прочности динасового жаростойкого бетона. Состав для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона содержит, мас.%: динасовый заполнитель 60-80, тонкомолотый динас 8-16, тонкомолотый боксит 6-10, тонкомолотый кварцит 4-10, натриевая силикат-глыба в виде наноразмерных частиц 2-4, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключается в переводе натриевой силикат-глыбы в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см²/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-600°С, перемешивании динасового заполнителя, тонкомолотых динаса, боксита и кварцита 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 час. Причем тонкомолотые боксит и кварцит получают путем их совместного сухого помола. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

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

Технический результат – повышение прочности и термической стойкости изделий из динасового 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.

Наиболее близкими, т.е. прототипами, являются состав и способ изготовления безобжиговых огнеупоров (2) с использованием состава, который включает натриевую силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, 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 известных состава и способа является то, что частицы силикат-глыбы после механического помола имеют размеры более 100 мк и поэтому требуется большее время смешивания, а также не достигается равномерное распределение в смеси образовавшегося жидкого стекла.

Цель изобретения: повышение прочности динасовых жаростойких безобжиговых бетонов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона, включающий динасовый заполнитель, тонкомолотый динас, натриевую силикат-глыбу и воду, содержит натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно – тонкомолотые боксит и кварцит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Натриевая силикат-глыба в виде

Указанная цель достигается также тем, что способ изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона из состава, указанного выше, заключается в переводе натриевой силикат-глыбы в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см²/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-600°С, перемешивании динасового заполнителя, тонкомолотых динаса, боксита и кварцита 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 час. Причем тонкомолотые боксит и кварцит получают путем их совместного сухого помола.

Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона, следующие:

динасовый заполнитель требуемых фракций;

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

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

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

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

вода – любая, кроме минеральных вод.

Тонкомолотые компоненты предварительно готовят путем раздельного помола в шаровой мельнице, боксит и кварцит возможно подвергать совместному помолу, затем натриевую силикат-глыбу переводят в наноразмерные частицы с их размером 10-12 нм путем дегидратационного диспергирования гидратированных частиц с указанной удельной поверхностью при температуре 200-600°С.

Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно увеличение прочности при сжатии после сушки до 55-65 МПа.

Пример. Предварительно отдозированные части динасового заполнителя, кварцита, боксита, силикат-глыбы измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 3000 см²/г, затем в подогреваемую бетономешалку с укрепленными на ее корпусе тэнами и снабженную теплоизоляцией загружают в мас.%: динасовый заполнитель фракции 0,63 мм, тонкомолотые динас, боксит, кварцит и смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 85°С водную смесь наноразмерных частиц натриевой силикат-глыбы, имеющие размер 10-12 нм, полученные в барбатерах. Также 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 250-300°С в сушильной камере в течении 1,5 ч. Состав, параметры способа и результаты испытаний приведены в таблице.

Наноразмерные частицы силикат-глыбы получают раздельно следующим образом. Тонкомолотую натриевую силикат-глыбу с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г (для данного примера 3000 см²/г) гидратируют и помещают в кюветы, находящиеся в кварцевых трубках, которые расположена в печи. В трубки пускают острый водяной пар и нагревают до 200-600°С (в данном примере 600°С). При этом паром уносятся наноразмерные частицы и после холодильника поступают в конденсатоотводчики и барбатеры. Затем из конденсатоотводчиков и барбатеров берут пробы и хроматографическим анализом определяют в барбатере и конденсатосборнике количественное и качественное содержание наночастиц и по достижению достаточного количества содержания их для вышеуказанного состава бетонной смеси водные смеси наночастиц из барбатеров и конденсатоотводчиков 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 силиката натрия и каустического доломита с тонкомолотыми частицами наполнителей и заполнителем бетона, а также за счет равномерного распределения их в смеси в процессе смешивания.

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.

Формула изобретения

1. Состав для изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона, включающий динасовый заполнитель, тонкомолотый динас, натриевую силикат-глыбу и воду, отличающийся тем, что он содержит натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно – тонкомолотые боксит и кварцит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2. Способ изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона из состава по п.1, заключающийся в переводе натриевой силикат-глыбы в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированной тонкомолотой до удельной поверхности 2500-3000 см²/г натриевой силикат-глыбы при температуре 200-600°С, перемешивании динасового заполнителя, тонкомолотых динаса, боксита и кварцита 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 тонкомолотые боксит и кварцит получают путем их совместного сухого помола.