RU2672361C2 - Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона - Google Patents
Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672361C2 RU2672361C2 RU2015157418A RU2015157418A RU2672361C2 RU 2672361 C2 RU2672361 C2 RU 2672361C2 RU 2015157418 A RU2015157418 A RU 2015157418A RU 2015157418 A RU2015157418 A RU 2015157418A RU 2672361 C2 RU2672361 C2 RU 2672361C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- quartzite
- heat
- water
- composition
- hours
- Prior art date
Links
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 title claims abstract 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 9
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract 2
- 241000269978 Pleuronectiformes Species 0.000 abstract 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0032—Controlling the process of mixing, e.g. adding ingredients in a quantity depending on a measured or desired value
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа °C, термической стойкости и водостойкости изделий из кварцитового жаростойкого бетона. Состав для изготовления кварцитового жаростойкого бетона, включающий: связующее, кварцитовый заполнитель и воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3 ч с последующей выдержкой 0,5 ч, и в качестве наполнителя - природный тонкодисперсный аморфный кремнезем следующего химсостава, мас.%: SiO- 87,00; AlO- 5,00; TiO0,3; FeO- 2,25; PO- 0,07; FeO менее 0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; KO - 1,03; NaO - 0,58; SOменее 0,10; ППП - 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас. %: кварцитовый заполнитель 80-90, коллоидный полисиликат натрия 5-7, природный тонкодисперсный аморфный кремнезем 3-15, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона из указанного выше состава, включающий введение в коллоидный полисиликат натрия аморфного кремнезема и добавление воды, перемешивание в высокоскоростном смесителе с получением однородной суспензии, с последующим ее перемешиванием с кварцитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование ее путем послойной трамбовки, твердение по режиму - подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 часа. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцитового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа °C и термической стойкости изделий из кварцитового жаростойкого бетона.
Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе силикат-натриевых композиций [1].
Недостатком известного способа является использование в качестве связующего - силикат-глыбу, которая содержит легкоплавкий щелочной компонент Na2O, с увеличением содержания которого снижается температура службы и термическая стойкость жаростойкого бетона.
Наиболее близкими к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипами, являются состав и способ для изготовления кварцитового жаростойкого бетона [1], включающее, мас. %: кварцитовый заполнитель 70-91; тонкомолотый кварцит 6-20; натриевая силикат глыба с силикатным модулем 2,7-3 в виде наноразмерных частиц 1-4; тонкомолотый диатомит 2-6; вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Основные показатели бетона: температура начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа - 1510°С; термическая стойкость - 12-15 (1300°С - вода) число теплосмен.
Недостатком этого состава и способа является то, что связующее силикат-глыба содержит большое количество легкоплавкого щелочного компонента Na2O, которое приводит к снижению температуры службы, термической стойкости и водостойкости бетона. Кроме того, такой способ перевода 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, является сложным и требует больших энергетических затрат.
Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков кварцитового жаростойкого бетона.
Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления кварцитового жаростойкого бетона, включающий кварцитовый заполнитель, тонкомолотый кварцит, натриевую силикат глыбу в виде наноразмерных частиц, тонкомолотый диатомит и воду, отличается тем, что он взамен нанодисперсного связующего силикат-глыбы и тонкомолотых добавок: кварцита и диатомита, содержит коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия и природный аморфный тонкодисперсный кремнезем, соответственно при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Кварцитовый заполнитель | 80-90 |
| Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия | 5-7 |
| Природный тонко дисперсный аморфный кремнезем | 3-15 |
Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления жаростойкого кварцитового бетона с повышенной температурой начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа °C, термической стойкостью и водостойкости изделий, следующие: коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия силикатным модулем - 6.5, кварцитовый заполнитель требуемых фракций, природный аморфный тонкодисперсный кремнезем и вода - любая, кроме минеральных вод.
Химический состав природного аморфного кремнеземистого сырья следующий, % мас: SiO2 - 87,00; Al2O3 - 5,00; TiO3 0,3; Fe2O3 - 2,25; P2O5 - 0,07; FeO<0,25; СаО - 0,72; MgO - 0,50; MnO - 0,02; K2O - 1,03; Na2O - 0,58; SO3<0,10; ППП - 2,26.
По ситовому анализу природное аморфное кремнеземистое сырье в основном представлено мелкодисперсными фракциями, остаток на сите, % мас.: 0,8 мм - 0,393; 0,315 мм - 2,889; 0,2 мм - 13,843; 0,04 мм - 53,833; 0,008 мм - 1,081, и проход через сито 0,008 мм - 27,91, в том числе до 20% - нанодисперсными частицами.
Коллоидные нанодисперсные полисиликаты представляют переходную область составов от жидких стекол к кремнезолям и классифицируются как наноматериалы.
Структурным элементом полисиликата является кремнекислородный тетраэдр. Он является основной составляющей полимерной формой полисиликатов.
Основным отличием полисиликатов от силикатов натрия (силикат-глыбы и жидких стекол - высокощелочных силикатных систем) является их полимерная форма, представляющая кремнеземные частицы размером от 4 до 5 нм. Полимерная форма составляет 60% и более от общего содержания кремнезема, что обеспечивает высокие прочностные свойства образующихся гелевых структур. Эффективность полисиликатов в 4 раза выше эффективности водных силикатов натрия, что позволяет использовать технологические растворы с более низкой концентрацией.
Способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключался в том, что изначально в лабораторных условиях изготавливали нанодисперсные полисиликаты натрия с силикатным модулем 6.5, который, согласно пат. РФ 2124475, получали путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1.6, перемешивая их при 100°С в течение 3,0 ч с последующей выдержкой не более 0,5 ч.
Затем отдозированные для каждого состава компоненты (табл. 1): коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия и сухой природный аморфный тонкодисперсный кремнезем, с добавлением воды (В/Т=0.12-0.14 от общей массы сухих компонентов в зависимости от состава смеси) перемешивали в лабораторном высокоскоростном смесителе до получения однородной суспензии. После чего в полученную для каждого состава суспензию перемешивали совместно огнеупорный кварцитовый заполнитель и вводили в лопастной лабораторной мешалке принудительного действия до получения однородной массы.
Из полученной массы различного состава изготавливали образцы для определения температуры деформации под нагрузкой 0.2 МПа (ГОСТ 20910-90), термостойкости (ГОСТ 20910-90) и водостойкости Кразм (Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. - М.: АСВ, 2004. - 28 с). Образцы изготавливали путем послойной трамбовки. Для формования бетона могут быть применены также другие методы и способы, например: формование путем вибрирования; вибропрессование; прессование (одноступенчатое и двухступенчатое в пресс-форме) и др.
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.
Соотношения компонентов по предлагаемому и известному составам представлены в табл. 1, а результаты испытаний этих составов приведены в табл. 2. Из приведенных в табл.2 данных следует, что предлагаемые составы имеют более высокие показатели термостойкости, температуры начала деформации под нагрузкой 0.2 МПа и водостойкости, чем известные.
Таким образом, жаростойкий бетон, полученный по вышеприведенному составу и способу с использованием в качестве вяжущего коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия взамен наноразмерных частиц силикат-глыбы показывает, что с увеличением силикатного модуля (SiO2/Na2O), т.е. с повышением кремнеземистого составляющего SiO2 содержание легкоплавкого компонента Na2O понижается, в результате чего термостойкость, температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа и водостойкость жаростойкого бетона повышаются. Кроме того, повышению этих показателей свойств способствует природный тонкодисперсный кремнезем, так как он содержит до 20% нанодисперсные частицы и высокоогнеупорные оксиды: SiO2 - 87%, Al2O3 - 5%.
Литература
1 Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. - М.: Стройиздат, 1988. 208 с.
2. Патент РФ №2374202, Бюл. №33, 27.11.2009.
Claims (3)
1. Состав для изготовления кварцитового жаростойкого бетона, включающий: связующее, кварцитовый заполнитель и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3 ч с последующей выдержкой 0,5 ч, и в качестве наполнителя - природный тонкодисперсный аморфный кремнезем следующего химсостава, мас.%: SiO2 87,00; Al2O3 5,00; TiO3 0,3; Fe2O3 2,25; P2O5 0,07; FeO менее 0,25; СаО 0,72; MgO 0,50; MnO 0,02; K2O 1,03; Na2O 0,58; SO3 менее 0,10; ППП 2,26, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона из состава по п. 1, включающий введение в коллоидный полисиликат натрия аморфного кремнезема и добавление воды, перемешивание в высокоскоростном смесителе с получением однородной суспензии, с последующим ее перемешиванием с кварцитовым заполнителем в лопастной мешалке принудительного действия до получения однородной массы, формование ее путем послойной трамбовки, твердение по режиму - подъем температуры до 200°С - 1 ч, выдержка 2 часа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157418A RU2672361C2 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157418A RU2672361C2 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015157418A RU2015157418A (ru) | 2017-07-05 |
| RU2672361C2 true RU2672361C2 (ru) | 2018-11-14 |
Family
ID=59309258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015157418A RU2672361C2 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2672361C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1701693A1 (ru) * | 1989-06-21 | 1991-12-30 | Дагестанский Политехнический Институт | Способ изготовлени безобжиговых огнеупоров |
| RU2124475C1 (ru) * | 1997-06-05 | 1999-01-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "НОМАК" | Способ получения полисиликатов натрия (варианты) |
| WO2000073238A1 (fr) * | 1999-05-21 | 2000-12-07 | Rossysky Federalny Yaderny Tsentr-Vserossysky Nau Chno-Issledovatelsky Institut Experimentalnoi Fiziki - Rfyats--Vniief | Composition a base de silicate permettant de produire un materiau d'isolation thermique |
| RU2374202C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-11-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Состав и способ изготовления безобжигового кварцитового жаростойкого бетона |
| RU2013103121A (ru) * | 2013-01-23 | 2014-07-27 | ЗАО "Опытное научно-производственное предприятие" (ЗАО ОНПП) | Состав и способ приготовления жаростойкой бетонной смеси |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2015157418A patent/RU2672361C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1701693A1 (ru) * | 1989-06-21 | 1991-12-30 | Дагестанский Политехнический Институт | Способ изготовлени безобжиговых огнеупоров |
| RU2124475C1 (ru) * | 1997-06-05 | 1999-01-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "НОМАК" | Способ получения полисиликатов натрия (варианты) |
| WO2000073238A1 (fr) * | 1999-05-21 | 2000-12-07 | Rossysky Federalny Yaderny Tsentr-Vserossysky Nau Chno-Issledovatelsky Institut Experimentalnoi Fiziki - Rfyats--Vniief | Composition a base de silicate permettant de produire un materiau d'isolation thermique |
| RU2374202C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-11-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Состав и способ изготовления безобжигового кварцитового жаростойкого бетона |
| RU2013103121A (ru) * | 2013-01-23 | 2014-07-27 | ЗАО "Опытное научно-производственное предприятие" (ЗАО ОНПП) | Состав и способ приготовления жаростойкой бетонной смеси |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЕРШБЕРГ О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий, Москва, Промстройиздат, 1957, с. 15, 17. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015157418A (ru) | 2017-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20190024336A (ko) | 콘크리트 조성물 | |
| RU2672361C2 (ru) | Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона | |
| KR100928402B1 (ko) | 초고강도 콘크리트용 시멘트 결합재 및 이를 이용한콘크리트 제조방법 | |
| RU2670806C2 (ru) | Состав и способ изготовления шамотного жаростойкого бетона | |
| RU2672681C2 (ru) | Состав и способ изготовления динасового жаростойкого бетона | |
| RU2668594C2 (ru) | Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона | |
| Li et al. | Effect of sepiolite fibers addition on sintering behavior of sanitary bodies | |
| RU2377218C1 (ru) | Состав и способ изготовления безобжигового магнезитового жаростойкого бетона | |
| RU2784296C1 (ru) | Состав и способ изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона | |
| RU2662820C2 (ru) | Состав и способ изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона | |
| RU2609267C1 (ru) | Состав и способ изготовления магнезитового жаростойкого бетона | |
| RU2664083C1 (ru) | Способ получения кислотоупорного вяжущего | |
| RU2536693C2 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона и способ приготовления неавтоклавного газобетона | |
| RU2397968C1 (ru) | Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона | |
| RU2447042C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления пенобетона на наноструктурированном перлитовом вяжущем (варианты) | |
| RU2370468C1 (ru) | Термоизоляционная масса | |
| RU2408633C1 (ru) | Способ получения кремнеземсодержащего связующего | |
| RU2819583C1 (ru) | Состав для изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона | |
| RU2697981C1 (ru) | Способ получения пеностекла | |
| RU2570214C1 (ru) | Древесно-талькохлорито-цементная смесь | |
| RU2482086C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| RU2359945C1 (ru) | Строительный раствор | |
| RU2669960C1 (ru) | Способ получения стеклокремнезита | |
| RU2374202C1 (ru) | Состав и способ изготовления безобжигового кварцитового жаростойкого бетона | |
| RU2634605C2 (ru) | Стеклобетонная смесь |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20180313 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20180905 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181202 |