RU2674484C1 - Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete - Google Patents
Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674484C1 RU2674484C1 RU2018102482A RU2018102482A RU2674484C1 RU 2674484 C1 RU2674484 C1 RU 2674484C1 RU 2018102482 A RU2018102482 A RU 2018102482A RU 2018102482 A RU2018102482 A RU 2018102482A RU 2674484 C1 RU2674484 C1 RU 2674484C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- excess
- alumina
- metakaolin
- manufacture
- Prior art date
Links
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 15
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 11
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 claims description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 5
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 7
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N aluminum;silicic acid;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010443 kyanite Substances 0.000 description 3
- 229910052850 kyanite Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052661 anorthite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- -1 chromite Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N dialuminum;calcium;disilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N methyl cellulose Chemical compound COC1C(OC)C(OC)C(COC)O[C@H]1O[C@H]1C(OC)C(OC)C(OC)OC1COC YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N sulfenic acid Chemical compound SO RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
- C04B18/082—Cenospheres
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/146—Silica fume
-
- 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
- C04B28/02—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 hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
-
- 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
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к производству строительных материалов, которые могут быть использованы для изготовления футеровок трубчатых печей, в условиях частых температурных перепадов и умеренных эрозионных воздействий, однослойных футеровок реакторов и регенераторов, установок каталитического крекинга методом торкретирования.The proposal relates to the production of building materials that can be used for the manufacture of lining for tube furnaces, under conditions of frequent temperature changes and moderate erosion, single-layer linings of reactors and regenerators, catalytic cracking plants using the shotcrete method.
Известны сырьевые смеси для производства легкого бетона, содержащие высокоглиноземистый цемент, шлаковую пемзу, воду [Патент РФ №2247093, МПК С04В 28/06 23.09.2005]; цемент, трепел, микросферы, воду [Патент РФ №2277076, МПК С04В 38/08 27.05.2006].Known raw mixes for the production of lightweight concrete, containing high-alumina cement, slag pumice, water [RF Patent No. 2247093, IPC SB 28/06 09/23/2005]; cement, tripoli, microspheres, water [RF Patent No. 2277076, IPC С04В 38/08 05/27/2006].
Недостатком указанных аналогов является низкая температура применения.The disadvantage of these analogues is the low temperature of use.
Известна сырьевая смесь для огнеупорного теплоизоляционного бетона, содержащая микросферу, плотноспеченный боксит, цемент, кианит, воду [Патент РФ №2329998, МПК С04В 38/08 27.07.2008].Known raw material mixture for refractory insulating concrete containing a microsphere, densely sintered bauxite, cement, kyanite, water [RF Patent No. 2329998, IPC SB 38/08 07/27/2008].
Недостатком указанного аналога является невозможность нанесения данного бетона методом торкретирования.The disadvantage of this analogue is the impossibility of applying this concrete by shotcrete.
Известны составы для изготовления огнеупорных легковесных теплоизоляционных изделий, содержащие алюмосиликатные полые микросферы, порошок шамота, глинозем [Патент РФ №2284978, МПК С04В 38/08 10.10.2006].Known compositions for the manufacture of refractory lightweight insulation products containing aluminosilicate hollow microspheres, chamotte powder, alumina [RF Patent No. 2284978, IPC SB 38/08 10/10/2006].
Недостатком указанного аналога является необходимый обжиг производимых изделий перед вводом в эксплуатацию.The disadvantage of this analogue is the necessary firing of manufactured products before commissioning.
Известны огнеупорные торкрет-массы содержащие периклазсодержащий заполнитель и полимерное связующее с пластификатором на основе сложного эфира [Патент РФ №2282603, МПК C04B 35/66 10.09.2004]; периклаз, хромит, керамическое волокно и сульфонол [Патент РФ №2271346, МПК C04B 35/66 05.05.2004]; корунд, высокоглиноземистый цемент, глину, полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия и органическое волокно [Патент РФ №2214983, МПК C04B 35/10 04.03.2002]; кварцит, кремний, алюминий и полевой шпат [Патент РФ №2203249, МПК С04В 35/65 06.07.2001]; оксид железа; оксид марганца; алюмосиликат; кремний; ферросилиций (ФС-75) [Патент РФ №2135432, МПК С04В 35/66 22.01.1998]; высокоглиноземистый цемент; глина; титановый шлак; электрокорунд [Патент РФ №2028282, МПК С04В 09.02.1995]; огнеупорный магнезиальный заполнитель, фенолформальдегидную смолу, полифосфат натрия, каменноугольный пек [Патент РФ №2465245, МПК С04В 35/035 08.06.2011]; органическое волокно, неорганическое волокно, полимерное связующее с пластификатором на основе сложного эфира, периклазсодержащий заполнитель [Патент РФ №2282603, МПК С04В 35/66 10.09.2004]; зернистый периклазовый наполнитель, дисперсный периклаз и связующее [Патент РФ №2596233, МПК С04В 35/66 16.06.2015]; огнеупорный заполнитель, органическое волокно, неорганическое минеральное волокно, синтетическое волокно и связующее [Патент РФ №2424213, МПК С04В 35/66 16.03.2010].Known refractory shotcrete masses containing periclase-containing aggregate and a polymer binder with an ester-based plasticizer [RF Patent No. 2282603, IPC C04B 35/66 09/10/2004]; periclase, chromite, ceramic fiber and sulfonol [RF Patent No. 2271346, IPC C04B 35/66 05/05/2004]; corundum, high alumina cement, clay, sodium polyphosphate or sodium hexametaphosphate and organic fiber [RF Patent No. 2214983, IPC C04B 35/10 04.03.2002]; quartzite, silicon, aluminum and feldspar [RF Patent No. 2203249, IPC С04В 35/65 07/06/2001]; iron oxide; manganese oxide; aluminosilicate; silicon; ferrosilicon (FS-75) [RF Patent No. 2135432, IPC С04В 35/66 01/22/1998]; high alumina cement; clay; titanium slag; electrocorundum [RF Patent No. 2028282, IPC С04В 02/09/1995]; refractory magnesia aggregate, phenol formaldehyde resin, sodium polyphosphate, coal tar pitch [RF Patent No. 2465245, IPC SB 35/035 06/08/2011]; organic fiber, inorganic fiber, polymeric binder with an ester-based plasticizer, periclase-containing aggregate [RF Patent No. 2282603, IPC SB 35/66 09/10/2004]; granular periclase filler, dispersed periclase and a binder [RF Patent No. 2596233, IPC С04В 35/66 06/16/2015]; refractory aggregate, organic fiber, inorganic mineral fiber, synthetic fiber and a binder [RF Patent No. 2424213, IPC С04В 35/66 03/16/2010].
Недостатком указанных аналогов является невозможность получения смесей низкой плотности для одновременного использования данных масс в качестве огнеупорного и теплоизоляционного материала. Кроме того, данные торкрет-массы предназначены для работ с более высокими температурами.The disadvantage of these analogues is the inability to obtain low density mixtures for the simultaneous use of these masses as a refractory and heat-insulating material. In addition, these shotcrete materials are designed for work with higher temperatures.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является сырьевая смесь для огнеупорного теплоизоляционного бетона [Патент РФ №2329998, МПК С04В 38/08 27.07.2008].The closest technical solution adopted for the prototype is a raw material mixture for refractory heat-insulating concrete [RF Patent No. 2329998, IPC С04В 38/08 07/27/2008].
По прототипу сырьевая смесь для изготовления огнеупорного теплоизоляционного бетона содержит вспученный наполнитель, высокоглиноземистый компонент, высокоглиноземистый цемент, кианит, воду. Кроме того, она дополнительно содержит микрокремнезем и пластификатор, в качестве вспученного наполнителя использованы алюмосиликатные полые микросферы, а в качестве высокоглиноземистого компонента - плотноспеченный боксит в следующем соотношении компонентов (мас. %): алюмосиликатные полые микросферы 15-40; плотноспеченный боксит 40-56; высокоглиноземистый цемент 6-10; кианит 5-20; микрокремнезем 3-5; пластификатор (сверх 100%) 0,3-0,5; вода (сверх 100%) 10-17,5.According to the prototype, the raw material mixture for the manufacture of refractory heat-insulating concrete contains expanded filler, a high alumina component, a high alumina cement, kyanite, and water. In addition, it additionally contains silica fume and a plasticizer, aluminosilicate hollow microspheres were used as expanded filler, and densely sintered bauxite was used as a high-alumina component in the following ratio of components (wt.%): Aluminosilicate hollow microspheres 15-40; dense bauxite 40-56; high alumina cement 6-10; kyanite 5-20; silica fume 3-5; plasticizer (in excess of 100%) 0.3-0.5; water (in excess of 100%) 10-17.5.
Недостатком данного материала является то, что он получен с плотностями после нагрева при 1400°C от 1,1 г/см3 до 1,75 г/см3 и не предназначен для нанесения торкретированием. Кроме того, в качестве высокоглиноземистого компонента использован плотно спеченный боксит китайского производства, который не производится на территории Российской Федерации.The disadvantage of this material is that it is obtained with densities after heating at 1400 ° C from 1.1 g / cm 3 to 1.75 g / cm 3 and is not intended for spraying. In addition, densely sintered bauxite of Chinese origin, which is not produced on the territory of the Russian Federation, was used as a high-alumina component.
Технической задачей предложения является получение легкого жаростойкого бетона плотностью от 0,6 до 1,7 г/см3 после нагрева до 1400°C не имеющего разупрочнения во всем интервале рабочих температур с использованием материалов, производимых на территории Российской Федерации.The technical task of the proposal is to obtain light heat-resistant concrete with a density of 0.6 to 1.7 g / cm 3 after heating to 1400 ° C without softening in the entire range of operating temperatures using materials produced in the Russian Federation.
Технический результат достигается за счет того, что в состав для изготовления огнеупорного теплоизоляционного бетона, включающий высокоглиноземистый компонент, в качестве вспученного наполнителя алюмосиликатные полые микросферы, высокоглиноземистый цемент, микрокремнезем, пластификатор, воду, дополнительно введены реактивный глинозем, метакаолин, высоковязкий эфир целлюлозы, а в качестве высокоглиноземистого компонента – шамотный песок в следующем соотношении компонентов (мас. %): алюмосиликатные полые микросферы 2,5-60; шамотный песок 5-60; высокоглиноземистый цемент 5-20; реактивный глинозем 5-15; микрокремнезем 0,5-1,5; метакаолин 0,5-10; пластификатор (сверх 100%) - 0,05-0,2, высоковязкий эфир целлюлозы (сверх 100%) 0,05-0,4; вода (сверх 100%) 10-23.The technical result is achieved due to the fact that the composition for the manufacture of refractory heat-insulating concrete, including a high alumina component, as an expanded filler, aluminosilicate hollow microspheres, high alumina cement, silica fume, plasticizer, water, reactive alumina, metakaolin, and high viscosity cellulose ether are additionally introduced, and the quality of the high alumina component is chamotte sand in the following ratio of components (wt.%): aluminosilicate hollow microspheres 2.5-60; fireclay sand 5-60; high alumina cement 5-20; reactive alumina 5-15; silica fume 0.5-1.5; metakaolin 0.5-10; plasticizer (in excess of 100%) - 0.05-0.2, highly viscous cellulose ether (in excess of 100%) 0.05-0.4; water (in excess of 100%) 10-23.
Достижение технического результата за счет введения добавок метакаолина и реактивного глинозема объясняется следующим образом.The achievement of the technical result due to the introduction of additives metakaolin and reactive alumina is explained as follows.
Добавка метакаолина в композиции с высокоглиноземистым цементом способствует образованию такого продукта гидратации, как стратлингит. Образовавшийся стратлингит, в свою очередь, ограничивает возможность реакции «конверсии» (CAH10→C2AH8→C3AH6) продуктов гидратации цемента. Кроме того, специально подобранная фракция метакаолина повышает термостойкость огнеупорной композиции. Добавка на основе метакаолина активнее, чем добавка микрокремнезема, способствует переходу ионов в раствор и электропроводность суспензии при этом выше. После обжига при 1200°C в композиции с добавкой на основе метакаолина избыток СА интенсивно кристаллизуется в минерал СА2, в композиции с микрокремнеземом - в анортит.The addition of metakaolin in a composition with high alumina cement promotes the formation of a hydration product such as stratlingite. The resulting stratlingite, in turn, limits the possibility of a “conversion” reaction (CAH 10 → C 2 AH 8 → C 3 AH 6 ) of cement hydration products. In addition, a specially selected fraction of metakaolin increases the heat resistance of the refractory composition. An additive based on metakaolin is more active than the addition of silica fume, it promotes the transition of ions into solution and the electrical conductivity of the suspension is higher. After firing at 1200 ° C in a composition with an additive based on metakaolin, excess CA intensively crystallizes in CA 2 mineral, in a composition with silica fume - in anorthite.
Для компенсации падения прочности выше температуры 1200°C и для дальнейшего фазообразования и спекания компонентов введен реактивный глинозем или технический оксид алюминия (технический глинозем). Он имеет вид белого порошка с размером зерен 30-60 мкм в виде пористых сферолитов. В результате обжига технического глинозема при 1300-1450°C γ-Al2O3 переходит в α-Al2O3 (корунд). Такой переход является монотропным и сопровождается уменьшением объема. Образовавшееся соединение в виде корунда является тугоплавким и оказывает положительное влияние на температуру применения сырьевой смеси. А уменьшение объема свидетельствует о спекании добавки и упрочнении при обжиге.To compensate for the drop in strength above a temperature of 1200 ° C and for further phase formation and sintering of the components, reactive alumina or technical alumina (technical alumina) is introduced. It has the appearance of a white powder with a grain size of 30-60 microns in the form of porous spherulites. As a result of firing technical alumina at 1300-1450 ° C, γ-Al 2 O 3 passes into α-Al 2 O 3 (corundum). Such a transition is monotropic and is accompanied by a decrease in volume. The resulting compound in the form of corundum is refractory and has a positive effect on the temperature of application of the raw mixture. A decrease in volume indicates sintering of the additive and hardening during firing.
Алюмосиликатные полые микросферы - полые стеклокристаллические алюмосиликатные микросферы золы-уноса тепловых электростанций, образованные при высокотемпературном факельном сжигании угля. Представляют собой мелкодисперсный неслеживающийся материал серовато-белого цвета со следующим химическим составом, мас. %: 32-38 Al2O3, 54-56 SiO2, 1-2 Fe2O3, 1-2 СаО. Зерновой состав сфер колеблется от 20 до 500 мкм, толщина стенок - от 2 до 30 мкм. Насыпная плотность микросфер в неуплотненном состоянии составляет 250-350 кг/м3, истинная плотность вещества стенок около 2,5 г/см3. Минеральный состав материала представлен стеклофазой, муллитом и кварцем, газовая среда внутренней полости сфер содержит азот, кислород, углекислый газ и водяные пары. Теплопроводность равна 0,05-0,10 Вт/(м⋅К).Aluminosilicate hollow microspheres - hollow glass-crystalline aluminosilicate microspheres of fly ash of thermal power plants formed during high-temperature flaring of coal. They are a fine non-tracking material of grayish-white color with the following chemical composition, wt. %: 32-38 Al 2 O 3 , 54-56 SiO 2 , 1-2 Fe 2 O 3 , 1-2 CaO. The grain composition of the spheres ranges from 20 to 500 microns, wall thickness - from 2 to 30 microns. The bulk density of the microspheres in the unconsolidated state is 250-350 kg / m 3 , the true density of the wall material is about 2.5 g / cm 3 . The mineral composition of the material is represented by glass phase, mullite and quartz, the gas medium of the inner cavity of the spheres contains nitrogen, oxygen, carbon dioxide and water vapor. Thermal conductivity is 0.05-0.10 W / (m⋅K).
В качестве высокоглиноземистого компонента используется шамотный песок, имеющий усредненный химический состав, мас. %: 31,0 Al2O3, 68,0 SiO2, 0,5 Fe2O3, 0,5 CaO+MgO.As a high-alumina component, chamotte sand is used, having an average chemical composition, wt. %: 31.0 Al 2 O 3 , 68.0 SiO 2 , 0.5 Fe 2 O 3 , 0.5 CaO + MgO.
Высокоглиноземистый цемент с содержанием Al2O3 не менее 70 мас. % соответствует ГОСТ 969-91.High alumina cement with an Al 2 O 3 content of at least 70 wt. % corresponds to GOST 969-91.
Глинозем реактивный тонкодисперсный марки ГРТ – синтетический продукт, производимый из высокочистого технического глинозема, соответствует ТУ 14-194-280-07 с изм. 1, имеющий усредненный химический состав, мас. %: 99,0 Al2O3, 0,05 SiO2, 0,1 Fe2O3, 0,35 Na2O. Удельная поверхность не менее 8500 см2/г.Fine-reactive alumina of the GRT grade - a synthetic product made from high-purity technical alumina, complies with TU 14-194-280-07 with rev. 1, having an average chemical composition, wt. %: 99.0 Al 2 O 3 , 0.05 SiO 2 , 0.1 Fe 2 O 3 , 0.35 Na 2 O. The specific surface area is at least 8500 cm 2 / g.
Микрокремнезем по ТУ 5743-048-02495332-96 представляет собой высокодисперсный аморфный кремнезем, являющийся отходом производства при получении ферросилиция.Silica fume according to TU 5743-048-02495332-96 is a highly dispersed amorphous silica, which is a waste from the production of ferrosilicon.
Метакаолин по ТУ 5729-097-12615988-2013 – аморфный силикат алюминия, полученный при термической обработке обогащенного каолина месторождения Журавлиный Лог. Минералогичесий состав метакаолина МКЖЛ представлен полностью аморфизованным каолинитом (90–93%), кристаллическая фаза представлена реликтовыми слюдой (2,5–3,0%) и кварцем (4–5%), кристаллические новообразования (муллит, кристаболит) практически отсутствуют. Усредненный химический состав, мас. %: 42,5 Al2O3, 53,5 SiO2, 0,6 Fe2O3, 0,4 TiO2, 0,95 K2O, 0,05 Na2O, 0,15 CaO.Metakaolin according to TU 5729-097-12615988-2013 is an amorphous aluminum silicate obtained by heat treatment of enriched kaolin of the Zhuravliniy Log deposit. The mineralogical composition of metakaolin MKZHL is represented by completely amorphized kaolinite (90–93%), the crystalline phase is represented by relict mica (2.5–3.0%) and quartz (4–5%), crystalline neoplasms (mullite, cristabolite) are practically absent. The average chemical composition, wt. %: 42.5 Al 2 O 3 , 53.5 SiO 2 , 0.6 Fe 2 O 3 , 0.4 TiO 2 , 0.95 K 2 O, 0.05 Na 2 O, 0.15 CaO.
Метилцеллюлоза – сложный высоковязкий эфир целлюлозы «TYLOSE MH 60010P4».Methyl cellulose is a high viscosity cellulose ester of TYLOSE MH 60010P4.
В таблице 1 приведены 4 состава смеси, специально приготовленных для проведения экспериментальных исследований.Table 1 shows the 4 composition of the mixture, specially prepared for experimental studies.
В таблице 2 представлены свойства торкрет-масс, изготовленных согласно составам таблицы 1. Воду в дозировке 10-23% добавляли в смесь после тщательного перемешивания в лабораторном тестомесе. Формование образцов осуществлялось с помощью набивки, вручную. Формы разбирались через 24 часа, затем образцы выдерживали в течение 3 суток в камере нормального хранения (при температуре 20±2°C и влажности 95±5%) для набора прочности.Table 2 presents the properties of shotcrete masses made according to the compositions of table 1. Water at a dosage of 10-23% was added to the mixture after thorough mixing in a laboratory mixer. The samples were molded manually. The molds were disassembled after 24 hours, then the samples were kept for 3 days in a normal storage chamber (at a temperature of 20 ± 2 ° C and humidity 95 ± 5%) to gain strength.
В таблице 3 приведен состав и свойства прототипа.Table 3 shows the composition and properties of the prototype.
Кажущаяся плотность определялась по ГОСТ 2409-95. Прочность на сжатие, дополнительная линейная усадка определялись по ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 5402.2-2000 соответственно.Apparent density was determined according to GOST 2409-95. Compressive strength, additional linear shrinkage were determined according to GOST 10180-2012, GOST 5402.2-2000, respectively.
Согласно данным таблиц 1-3 следует, что патентуемые составы, в отличие от прототипа, позволяют получать более прочный на сжатие после сушки и высокопрочный после обжига теплоизоляционный огнеупорный бетон с температурой применения не ниже 1400°C, в котором отсутствует разупрочнение во всем интервале рабочих температур, а также есть возможность получения более легких составов, плотностью менее 1,1 г/см3 после нагрева до максимальной температуры применения. Данную массу необходимо наносить методом торкретирования для изготовления футеровок трубчатых печей, для изготовления элементов, работающих в условиях частых температурных перепадов и умеренных эрозионных воздействий, для однослойных футеровок реакторов и регенераторов, установок каталитического крекинга.According to the data in tables 1-3, it follows that the patented compositions, in contrast to the prototype, allow to obtain more compressive strength after drying and high-strength after firing heat-insulating refractory concrete with a temperature of at least 1400 ° C, in which there is no softening in the entire range of operating temperatures , and it is also possible to obtain lighter compositions with a density of less than 1.1 g / cm 3 after heating to a maximum temperature of application. This mass must be applied by shotcreting for the manufacture of lining of tube furnaces, for the manufacture of elements operating under conditions of frequent temperature changes and moderate erosion, for single-layer linings of reactors and regenerators, and catalytic cracking units.
Указанные свойства свидетельствуют о достижении технической задачи, которая заключается в получении легкого жаростойкого бетона плотностью от 0,6 до 1,7 г/см3 после нагрева до 1400°C не имеющего разупрочнения во всем интервале рабочих температур.These properties indicate the achievement of the technical task, which is to obtain light heat-resistant concrete with a density of 0.6 to 1.7 g / cm 3 after heating to 1400 ° C without any softening in the entire range of operating temperatures.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102482A RU2674484C1 (en) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102482A RU2674484C1 (en) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2674484C1 true RU2674484C1 (en) | 2018-12-11 |
Family
ID=64753053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018102482A RU2674484C1 (en) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674484C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731754C1 (en) * | 2019-11-15 | 2020-09-08 | Руслан Рашидович Ахтямов | Heat-resistant slag-lintering concrete |
| RU210053U1 (en) * | 2021-08-18 | 2022-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания "Корстэл" | CASTING LADDER |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU885187A1 (en) * | 1980-01-07 | 1981-11-30 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно-механических работ "ВНИИМехчермет" | Raw mixture for heat-resistant gunite |
| RU2329998C1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-07-27 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" | Raw compound for fireproof heat insulating concrete |
| WO2014162097A1 (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-09 | Saint-Gobain Weber | Insulating mortar composition |
| RU2550626C1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Fire-proof concrete composition |
| RU2625410C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Extra-strong fine grain concrete on basis of composition bonding substance with use of man-triggered raw material |
| EA028710B1 (en) * | 2016-11-23 | 2017-12-29 | Белорусский Государственный Университет (Бгу) | Raw mixture for the production of heat-resistant foam concrete |
-
2018
- 2018-01-22 RU RU2018102482A patent/RU2674484C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU885187A1 (en) * | 1980-01-07 | 1981-11-30 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно-механических работ "ВНИИМехчермет" | Raw mixture for heat-resistant gunite |
| RU2329998C1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-07-27 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" | Raw compound for fireproof heat insulating concrete |
| WO2014162097A1 (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-09 | Saint-Gobain Weber | Insulating mortar composition |
| RU2550626C1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Fire-proof concrete composition |
| RU2625410C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Extra-strong fine grain concrete on basis of composition bonding substance with use of man-triggered raw material |
| EA028710B1 (en) * | 2016-11-23 | 2017-12-29 | Белорусский Государственный Университет (Бгу) | Raw mixture for the production of heat-resistant foam concrete |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731754C1 (en) * | 2019-11-15 | 2020-09-08 | Руслан Рашидович Ахтямов | Heat-resistant slag-lintering concrete |
| RU210053U1 (en) * | 2021-08-18 | 2022-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания "Корстэл" | CASTING LADDER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105565794B (en) | A kind of preparation method of low thermally conductive Mg-Al spinel brick | |
| JP4834012B2 (en) | Insulated castable refractories | |
| ES2197180T3 (en) | COMPOSITION NON-HAZARDOUS REFRACTORY INSULATING COMPOSITION. | |
| BR122018013582B1 (en) | FOLLOWING MONOLYTIC REFRACTORY | |
| CN109553428A (en) | Ceramic fibre castable refractory and preparation method thereof | |
| RU2674484C1 (en) | Raw material for heat-resistant heat-insulating torcrete | |
| JP2012031006A (en) | Fire-resistant heat-insulating brick, and method of manufacturing the same | |
| KR101321944B1 (en) | Cement-free High Strength Unshaped Refractories | |
| RU2140407C1 (en) | Refractory concrete mix | |
| Malaiskiene et al. | The influence of mullite wool waste on the properties of concrete and ceramics | |
| CN115849952B (en) | Calcium hexaluminate-sialon light brick and preparation process thereof | |
| CN100378027C (en) | A kind of preparation method of porous mullite ceramic material | |
| CA2510015A1 (en) | Industrial ceramic shaped body, process for producing it and its use | |
| RU2387623C2 (en) | Raw mix for production of porous, fireproof, heat insulation material | |
| RU2081089C1 (en) | Refractory composition | |
| Suvorov et al. | High-temperature heat-insulating materials based on vermiculite | |
| JP4714640B2 (en) | Manufacturing method of heat insulating gradient material | |
| RU2329998C1 (en) | Raw compound for fireproof heat insulating concrete | |
| JP2000203951A (en) | Light weight heat-insulating castable composition | |
| FI78450C (en) | ELDBESTAENDIG VAERMEISOLERMASS. | |
| RU2564330C1 (en) | Composition for producing light-weight refractory material | |
| KR101262077B1 (en) | Low Cement Corrosion-Resistive Unshaped Refractories | |
| RU2284305C1 (en) | Process of manufacturing heat-resistant concrete mix and process for manufacturing products from heat-resistant concrete mix | |
| KR0142909B1 (en) | Refractory composition using ceramicfiber | |
| SU621655A1 (en) | Raw mixture for making light high-temperature concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200123 |