Патент на изобретение №2397968

(54) СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРУНДОВОГО ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из корундовых жаростойких бетонов. Технический результат – повышение прочности при сжатии изделий после обжига. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона содержит, мас.%: электроплавленный корундовый заполнитель 60-80, тонкомолотый электроплавленный корунд 8-16, натриевая силикат-глыба в виде наноразмерных частиц 2-4, тонкомолотый технический глинозем 4-8, тонкомолотый диатомит 4-6, щелочной алюмосиликат Nа₂O 11-12+Аl₂O₃ 2-6, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления корундового 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 200-1000°С, перемешивании электроплавленного корундового заполнителя, тонкомолотого электроплавленного корунда и смеси тонкомолотого диатомита, технического глинозема и указанного алюмосиликата с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы в виде наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, премешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 час с последующим обжигом при 1100-1200°С в течение 1-1,5 час. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из корундового жаростойкого бетона. Технический результат – повышение прочности при сжатии изделий из корундового жаростойкого бетона после обжига.

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

Недостатком известного способа является использование в качестве связующего силикат натрия размером частиц не менее 10-100 мкм, которые в точке растворения в вяжущем или бетоне образует жидкое стекло, чего невозможно равномерно распределять в массе твердеющегося бетона, что также приводит к увеличению плавнеобразующего составляющего и снижению температуры службы бетона.

Известен корундовый жаростойкий бетон, включающий заполнитель из электроплавленного корунда и композиционное вяжущее на основе тонкомолотого электроплавленного корунда и силикат натрия, где предусмотрена формование, сушка и обжиг при максимальной температуре применения (2). Недостаток – предел прочности изделий после обжига низкий из-за недостатка аморфного кремнезема, щелочных алюмосиликатов, а также малая реакционная способность частиц силикат натрия, имеющих размеры 100 мкм и более.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипом является способ изготовления безобжиговых огнеупоров (3), который включает силикат глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, содержащийся кристаллический кварцит, тонкомолотый огнеупорный наполнитель, где предусматривается 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 имеют размеры более 100 мкм и поэтому требуется большее время смешивание, что приводит к расслоению изделий при формовании их прессованием при 40 МПа, а также не достигается равномерного распределения в смеси образовавшегося жидкого стекла.

Цель изобретения: повышение прочности при сжатии изделий после обжига из электроплавленных корундовых жаростойких бетонов.

Поставленная цель достигается путем изготовления состава, содержащего натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц, заполнителя – электроплавленного корунда, тонкомолотого электроплавленного корунда v дополнительно введением в состав смеси из тонкомолотого диатомита,технического глинозема и щелочного алюмосиликата Na₂O 11-12+Al₂О₃ в масс.%:

Предлагаемый способ достигается тем, что натриевую силикат-глыбу переводят в наноразмерные частицы SiO₂ и Na₂О путем дегидрационного диспергирования гидратированных частиц натриевой силикат- глыбы с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г, при температурах 200-1000°С. Наполнитель получают отдельным помолом отдозированой части в мас.% электроплавленного корунда и совместным помолом отдозированных частей технического глинозема, диатомита и щелочного алюмосиликата Na₂О 11-12+Аl₂О₃, смешиванием этих компонентов при температуре 80-90°С в сухом виде, затем смешиванием с нагретой до 80-90°С водой, формование ведут прессованием при 30 МПа, а сушку проводят термоударом при 250-300°С в течение 1-2 час.

В качестве исходных компонентов, входящих в состав сырьевой смеси, для изготовления жаростойкого корундового бетона с повышенной прочностью использовали, в мас.%: электроплавленный корундовый заполнитель – 70; тонкомолотый электроплавленный корунд 12; смесь, включающую в мас.%: тонкомолотого диатомита 5; технического глинозема 6; щелочного алюмосиликата Na₂О11-12+Аl₂О₃ 4, получаемую совместным сухим помолом в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500-3000 см²/г, натриевую силикат-глыбу, переведенную в наноразмерные частицы SiO₂ и Na₂О, путем дегидратационного диспергирования гидратированных частиц натриевой силикат-глыбы с удельной поверхностью 2500-3000 см²/г, при температурах 200-1000°С 2-4; воду, нагретую до 80-90°С, из расчета В/Т 0,12-0,14 – любую, кроме минеральных вод.

Использование заявленной совокупности исходных материалов позволяет получить достигаемый технический результат, а именно повышение прочности изделий из электроплавленных корундовых жаростойких бетонов после обжига.

Пример 1. Предварительно отдозированную часть заполнителя из электроплавленного корунда измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 2500-3000 см²/г, затем в подогреваемую бетономешалку загружают в мас.%: электроплавленный корундовый заполнитель 70, тонкомолотый электроплавленный корунд 12, смесь, включающую тонкомолотого диатомита 5, технического глинозема 6 и щелочного алюмосиликата Na₂О 11-12+Al₂О₃ 4, смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 80-90°С водную смесь наноразмерных частиц натриевой силикат-глыбы, полученную в барботере, при непрерывном смешивании добавляют нехватающую часть воды, подогретую также до 80-90°С, из расчета водотвердое отношение 0,12-0,14, смешивание массы продолжают 3-4 мин. Из этой массы прессовали изделия при удельном давлении 30 МПа и проводили термообработку термоударом при 250-300°С в сушильной камере в течение 1-2 ч и затем обжигали при 1100-1200°С в течение 1-1,5 ч.

Предлагаемый состав и способ обеспечивает получение структурно-стабильных изделий, с прочностью при сжатии после обжига при температуре 1100-1200°С 45-60 МПа. Повышение прочности изделий после обжига достигается за счет полного растворения компонентов натриевой силикат-глыбы, части аморфного и кристаллического кварца, присутствием щелочного алюмосиликата Na₂O 11-12+Аl₂О₃, а также за счет равномерного распределения наночастиц натриевой силикат-глыбы 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.: Сройиздат. 1986. – 144 с.

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

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

Формула изобретения

1. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона, включающий корундовый заполнитель, тонкомолотый корунд, натриевую силикат-глыбу и воду, отличающийся тем, что он содержит корунд электроплавленный, натриевую силикат-глыбу в виде наноразмерных частиц и дополнительно – смесь тонкомолотых диатомита, технического глинозема, щелочного алюмосиликата Nа₂O 11-12+Аl₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2. Способ изготовления корундового 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 200-1000°С, перемешивании электроплавленного корундового заполнителя, тонкомолотого электроплавленного корунда и смеси тонкомолотого диатомита, технического глинозема и указанного алюмосиликата с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси натриевой силикат-глыбы в виде наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, премешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч с последующим обжигом при 1100-1200°С в течение 1-1,5 ч.