RU2387623C2 - Raw mix for production of porous, fireproof, heat insulation material - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: raw mix contains aluminium, mineral filler, as binder, at least one polymetal phosphate from the group, which includes the following: alumina-boron-phosphate, magnesium-boron-phosphate, alumina-magnesium-phosphate, alumina-chrome-phosphate, in liquid aggregate condition with P₂O₅ content of at least 36%, with mass ratio of mineral filler to binder of 1.25-1.54, with mass ratio of aluminium to binder equal to 0.009-0.067, nanomodifier - refractory silicon and aluminium oxides, partially stabilised zirconium dioxide or binary or triple oxide systems from the row of CaO, Al₂O₃, SiO₂, MgO, at the following ratio of components, wt %: aluminium 0.6-5.0; nanomodifier 0.01-0.1; mineral filler - the rest. Invention is developed in dependent claim of formula.

EFFECT: increased temperature of application and compression strength limit.

2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к составам для получения пористого, огнеупорного, теплоизоляционного материала, который может быть использован в производстве легкого жаростойкого ячеистого пористого бетона, для футеровки доменных печей и т.д.The invention relates to the field of construction, in particular, to compositions for producing porous, refractory, heat-insulating material, which can be used in the manufacture of light heat-resistant cellular porous concrete, for lining blast furnaces, etc.

Известна сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, которая включает каустический магнезит, бишофит, заполнитель, молотый песок, алюмохромфосфатную или алюмоборфосфатную связку и активированную в электроискровом разряде поливинилацетатную эмульсию или клей "Бустилат" при следующем соотношении компонентов, мас.%: каустический магнезит 10-70; бишофит 10-30; заполнитель 10-70; молотый песок, шламы камнеобработки, щебень 5-20; алюмохромфосфатная или алюмоборфосфатная связка 0,2-3,5; активированная в электроискровом разряде поливинилацетатная эмульсия или клей "Бустилат" 0,1-1,0 (RU 2076082 C1, C04B 28/30, 27.03.1997).A known raw material mixture for the manufacture of building products, which includes caustic magnesite, bischofite, aggregate, ground sand, alumochromophosphate or aluminoborophosphate binder and activated polyvinyl acetate emulsion or adhesive "Bustilate" in the following ratio, wt.%: Caustic magnesite 10-70 ; bischofite 10-30; placeholder 10-70; ground sand, stone slurry, gravel 5-20; aluminochromophosphate or aluminoborophosphate bond 0.2-3.5; a polyvinyl acetate emulsion activated in an electric spark discharge or Bustilat adhesive 0.1-1.0 (RU 2076082 C1, C04B 28/30, 03/27/1997).

Известная смесь направлена на получение плотных изделий и не может быть использована для получения пористого бетона с высокими механическими характеристиками.The known mixture is aimed at obtaining dense products and cannot be used to obtain porous concrete with high mechanical characteristics.

Известна сырьевая смесь для изготовления огнеупорного материала, в частности легкого жаростойкого бетона, которая содержит исходные компоненты при следующем соотношении, вес.%: алюмохромфосфатная связка плотностью 1,45 г/мл 27-35; отработанный алюмохромовый катализатор 25-30; отходы асбестовой промышленности 10-18; отработанный фосфорсиликагелевый катализатор 25-30 (SU 1000436 A1, С04В 29/02, С04В 15/02, 28.02.1983).A known raw material mixture for the manufacture of refractory material, in particular lightweight heat-resistant concrete, which contains the starting components in the following ratio, wt.%: Alumochromophosphate binder with a density of 1.45 g / ml 27-35; spent aluminum-chromium catalyst 25-30; asbestos industry waste 10-18; spent phosphorus silica gel catalyst 25-30 (SU 1000436 A1, С04В 29/02, С04В 15/02, 02/28/1983).

Известное изобретение позволяет повысить термостойкость (количество теплосмен 800°С, воздух) до 109-129, прочность на сжатие до 16,1-21,2 МПа и температуру применения бетона до 1200-1250°С при объемной массе 1000-1520 кг/м³.The known invention allows to increase the heat resistance (number of heat exchangers 800 ° C, air) to 109-129, compressive strength to 16.1-21.2 MPa and concrete application temperature to 1200-1250 ° C with a bulk density of 1000-1520 kg / m ³ .

Недостатком известного изобретения является высокая плотность бетона и недостаточно высокая температура использования.A disadvantage of the known invention is the high density of concrete and the insufficiently high temperature of use.

Известен пористый огнеупорный муллитовый материал и способ его получения (RU 2182569 C1, C04B 35/65, С04В 35/185, С04В 35/66, 20.05.2002). Пористый огнеупорный муллитовый материал, содержащий 50-78 мас.% муллита состава xAl₂O₃ и ySiO₂, с содержанием в нем х=66-72 мас.% и у=28-34 мас.%, синтезированного экзотермической реакцией, протекающей в объеме отвержденного пористого материала, полученного перемешиванием молотой минеральной шихты, включающей диоксид кремния и алюминий, с газообразователем - кристаллическим кремнием, предварительно активированным путем тонкого помола до размера частиц<100 мкм и смешанным с жидким стеклом с рН>8, при следующих массовых соотношениях компонентов: диоксид кремния:алюминий=(1,5-9,0):1, жидкое стекло:кремний=(2-6):1 и шихта:жидкое стекло=(1,0-1,5):1. В предлагаемом способе используют минеральную шихту, которая включает в себя оксиды железа, хрома, алюминия, магния или их смеси. Пористые огнеупорные материалы с муллитовой структурой, полученные по предложенному способу, имеют пористость от 55 до 65%, теплопроводность при 20°С 0,06-0,10 Вт/м·К, плотность 180-400 кг/см³ и могут быть использованы в качестве материалов для футеровочных, кладочных и ремонтных работ теплоагрегатов любого типа.Known porous refractory mullite material and method for its production (RU 2182569 C1, C04B 35/65, C04B 35/185, C04B 35/66, 05/20/2002). Porous refractory mullite material containing 50-78 wt.% Mullite of composition xAl ₂ O ₃ and ySiO ₂ , with x = 66-72 wt.% And y = 28-34 wt.% Synthesized by an exothermic reaction proceeding in the volume of cured porous material obtained by mixing the ground mineral mixture, including silicon dioxide and aluminum, with a blowing agent - crystalline silicon, previously activated by fine grinding to a particle size <100 μm and mixed with liquid glass with a pH> 8, with the following mass ratios of components: diox silicon id: aluminum = (1.5-9.0): 1, liquid glass: silicon = (2-6): 1 and a charge: liquid glass = (1.0-1.5): 1. The proposed method uses a mineral mixture, which includes oxides of iron, chromium, aluminum, magnesium, or mixtures thereof. Porous refractory materials with a mullite structure obtained by the proposed method have a porosity of 55 to 65%, thermal conductivity at 20 ° C of 0.06-0.10 W / m · K, density 180-400 kg / cm ³ and can be used as materials for lining, masonry and repair work of heat units of any type.

Недостатком известного изобретения является недостаточно высокая температура использования бетона (до 1280°С) и малая прочность 1-2 МПа.A disadvantage of the known invention is the insufficiently high temperature of concrete use (up to 1280 ° C) and low strength of 1-2 MPa.

Известен состав смеси для получения поризованного (ячеистого) бетона, содержащий цемент, кремнеземистый компонент в виде золы ТЭС или мелкого песка, строительный гипс, пластификатор и воду, в качестве газообразователя - алюминииевую пудру или пасту и дополнительно активизирующую добавку - содосульфатный отход производства глинозема или другой продукт, в составе которого преобладает сульфат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 48-52; указанный кремнеземистый компонент 10-14; вода 35-37,5; указанный газообразователь 0,04-0,06; строительный гипс 1,2-1,4; указанная активизирующая добавка 1,2-1,4; пластификатор 0,25-0,35 (RU 2243189 Cl, C04B 38/02, 27.12.2004).The composition of the mixture for producing porous (cellular) concrete is known, containing cement, a siliceous component in the form of TPP ash or fine sand, gypsum, plasticizer and water, aluminum powder or paste and an additional activating additive — soda-sulfate waste from the production of alumina or other a product in which sodium sulfate predominates, in the following ratio of components, wt.%: cement 48-52; the specified siliceous component 10-14; water 35-37.5; the specified blowing agent 0.04-0.06; building plaster 1.2-1.4; the specified activating additive of 1.2-1.4; plasticizer 0.25-0.35 (RU 2243189 Cl, C04B 38/02, 12/27/2004).

Известное изобретение позволяет получать поризованный бетон с минимальным значением плотности 430-440 кг/см³, с максимальной прочностью на сжатие 3,6 МПа.The known invention allows to obtain porous concrete with a minimum density of 430-440 kg / cm ³ with a maximum compressive strength of 3.6 MPa.

Недостатком известного изобретения является низкая температура использования бетона и прочность на сжатие.A disadvantage of the known invention is the low temperature of concrete use and compressive strength.

Известен теплоизоляционный вспененный углеродсодержащий материал, имеющий неорганическую ячеистую структуру, полученный вспениванием и отверждением шликерного состава, приготовленного смешиванием молотой шихты с газообразователем - мелкодисперсным кристаллическим кремнием, смешанным с жидким стеклом, при следующих массовых соотношениях компонентов в шликерном составе: жидкое стекло:кремний=(3-6):1 и шихта:жидкое стекло=(1,0-1,5):1, при этом шихта содержит, мас.ч.: минеральный наполнитель 22,5-47,0; прокаленный шунгит 12,5-17,5 и порошок алюминия 5,0-7,5 (RU 2263647 С2, C04B 38/02, С04В 38/10, С04В 38/18, 27.12.2004). В качестве минерального наполнителя используют кварцевый песок, кварцит, перлит, вермикулит, шамот, динас, цемент, золу-уноса, шлаки. Материал имеет пористость 60-81%, плотность 180-650 кг/см³, теплопроводность при 20°С 0,08-0,18 Вт/м·К, предел прочности на сжатие до 16,2 МПа, температуру применения 1050-1400°С.A heat-insulating foamed carbon-containing material is known having an inorganic cellular structure obtained by foaming and curing a slip composition prepared by mixing ground mixture with a gasifier - finely divided crystalline silicon mixed with liquid glass, with the following mass ratios of components in the slip composition: liquid glass: silicon = (3 -6): 1 and the mixture: liquid glass = (1.0-1.5): 1, while the mixture contains, parts by weight: mineral filler 22.5-47.0; calcined shungite 12.5-17.5 and aluminum powder 5.0-7.5 (RU 2263647 C2, C04B 38/02, C04B 38/10, C04B 38/18, 12/27/2004). The mineral filler used is quartz sand, quartzite, perlite, vermiculite, chamotte, dinas, cement, fly ash, slag. The material has a porosity of 60-81%, a density of 180-650 kg / cm ³ , thermal conductivity at 20 ° C of 0.08-0.18 W / m · K, a compressive strength of up to 16.2 MPa, an application temperature of 1050-1400 ° C.

Недостатком известного изобретения является недостаточно высокая температура использования бетона.A disadvantage of the known invention is the insufficiently high temperature of concrete use.

Указанное техническое решение выбрано в качестве наиболее близкого аналога к предлагаемой сырьевой смеси для получения пористого, огнеупорного, теплоизоляционного материала.The specified technical solution is selected as the closest analogue to the proposed raw material mixture to obtain a porous, refractory, heat-insulating material.

Задачей изобретения является создание сырьевой смеси нового состава для получения пористого конструкционного и теплоизоляционного огнеупорного материала многоцелевого назначения (бетоны и изделия на их основе: панели, кирпичи, плиты и блоки; литьевые составы для ремонтно-восстановительных работ, обмазки и т.п.).The objective of the invention is the creation of a raw material mixture of a new composition to obtain a porous structural and heat-insulating refractory material for multi-purpose use (concrete and products based on them: panels, bricks, slabs and blocks; casting compositions for repair and restoration work, coating, etc.).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение температуры применения и предела прочности на сжатие ячеистых огнеупорных конструкционных и теплоизоляционных материалов, изготовленных из заявляемой сырьевой смеси.The technical result of the invention is to increase the temperature of application and the compressive strength of cellular refractory structural and heat-insulating materials made from the inventive raw material mixture.

Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для получения пористого, огнеупорного, теплоизоляционного материала, включающая минеральный наполнитель, алюминий в качестве вспучивателя и связующее, согласно изобретению она в качестве связующего содержит, по крайней мере, один полиметаллофосфат из группы, включающей алюмоборфосфат, магнийборфосфат, алюмомагнийфосфат, алюмохромфосфат в жидком агрегатном состоянии с содержанием P₂O₅ не менее 36%, при массовом отношении минерального наполнителя к связующему 1,25-1,54, при массовом отношении алюминия к связующему 0,009-0,067, и дополнительно наномодификатор - тугоплавкие оксиды кремния, алюминия, частично стабилизированный диоксид циркония, или бинарные или тройные оксидные системы из ряда СаО, Al₂O₃, SiO₂, MgO, при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий 0,6-5,0; наномодификатор 0,01-0,1; минеральный наполнитель - остальное. В качестве минерального наполнителя она содержит, по крайней мере, два вещества из ряда, включающего кварцевый песок, глинозем, корунд, высокоглиноземистый цемент, шамотный порошок, золу-уноса, шлак, бой огнеупорных материалов.The specified technical result is achieved in that the raw material mixture for obtaining a porous, refractory, heat-insulating material, including a mineral filler, aluminum as a blowing agent and a binder, according to the invention it contains as a binder at least one polymetallophosphate from the group comprising aluminoborphosphate, magnesium borophosphate , alyumomagniyfosfat, alyumohromfosfat in liquid state with the content of P ₂ O ₅ is not less than 36%, the weight ratio of mineral filler to binder 1,25-1,54, etc. weight ratio of alumina to binder 0,009-0,067 and further nanomodificator - refractory oxides silica, alumina, partially stabilized zirconia, or a binary or ternary oxide system of a number of CaO, Al ₂ O _3, SiO _2, MgO, with the following ratio of components, wt .%: aluminum 0.6-5.0; nanomodifier 0.01-0.1; mineral filler - the rest. As a mineral filler, it contains at least two substances from the series, including quartz sand, alumina, corundum, high alumina cement, fireclay powder, fly ash, slag, and refractory materials.

Указанные полиметаллофосфаты используются в жидком агрегатном состоянии (ЖАС) с рН 1,0-3,0, содержанием основного вещества не менее 60% и с содержанием P₂O₅ не менее 36%.These polymetallophosphates are used in a liquid state of aggregation (ZhAS) with a pH of 1.0-3.0, a basic substance content of at least 60% and a P ₂ O ₅ content of at least 36%.

В качестве наномодификаторов используют микрокремнезем, «белую» сажу - аэросил, нанодисперсные порошки оксида алюминия или частично стабилизированный (модифицированный) диоксид циркония. В ряде случаев находят применение бинарные или тройные оксидные системы, включающие в составе нанодисперсные порошки, таких оксидов, как СаО, Al₂O₃, SiO₂, MgO и др.Silica fume, “white” carbon black — aerosil, nanosized alumina powders or partially stabilized (modified) zirconium dioxide are used as nanomodifiers. In some cases, binary or ternary oxide systems are used, including nanodispersed powders, such oxides as CaO, Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , MgO, etc.

Сведения о природе используемых составляющих компонентах смеси. В качестве алюминия используют высокодисперсный порошок марки АСД-1, как и в прототипе RU 2263647, который является изобретением авторов ЗАО НПКФ "МаВР". Могут быть также использоваться и другие известные порошки: марок АСД-4 (дисперсность <50 мкм (99,6%), S_yд=0,34…0,38 м²/г) или АСД-6 (дисперсность <50 мкм (99,6%), S_yд=0,50…0,65 м²г.Information about the nature of the used constituent components of the mixture. As aluminum, a highly dispersed powder of the ASD-1 brand is used, as in the prototype RU 2263647, which is an invention of the authors of NPKF MaVR CJSC. Other well-known powders can also be used: grades ASD-4 (dispersion <50 μm (99.6%), S _yd = 0.34 ... 0.38 m ² / g) or ASD-6 (dispersion <50 microns ( 99.6%), S _yd = 0.50 ... 0.65 m ² g.

В качестве наномодификаторов используют:As nanomodifiers use:

- оксид кремния в виде микрокремнезема марки МК-85 (средний размер частиц 0,1 мкм, S_yд=14…30 м²/г); аэросил А-300 «белая сажа» или БС-120 (мас. доля SiO₂ - 87%, S_yд=120 м²/г, насыпная плотность 120…150 г/дм³);- silicon oxide in the form of silica fume grade MK-85 (average particle size of 0.1 μm, S _yd = 14 ... 30 m ² / g); Aerosil A-300 "white soot" or BS-120 (mass fraction of SiO ₂ - 87%, S _yd = 120 m ² / g, bulk density 120 ... 150 g / dm ³ );

- оксид алюминия Al₂O₃, нанодисперсный порошок фирмы ФГУП НИИ «Волга» с параметрами: средний размер частиц 20…80 нм, S_yд=20…50 м²/г, насыпная плотность 0,2…0,5 г/см³;- aluminum oxide Al ₂ O ₃ , nanodispersed powder of the Federal State Unitary Enterprise Research Institute Volga with parameters: average particle size 20 ... 80 nm, S _yd = 20 ... 50 m ² / g, bulk density 0.2 ... 0.5 g / cm ³ ;

- диоксид циркония ZrO₂, частично стабилизированный диоксидом иттрия (Y₂O₃) в количестве 3 мас.%. Нанодисперсный порошок диоксида циркония стабилизированный поставляется фирмой ФГУП НИИ «Волга» с параметрами: средний размер частиц 15…50 нм, S_yд=15…25 м²/г., насыпная плотность 0,4…0,7 г/см³);- zirconia ZrO ₂ partially stabilized with yttrium dioxide (Y ₂ O ₃ ) in an amount of 3 wt.%. The stabilized nano-dispersed zirconia dioxide powder is supplied by the Volga research institute with the following parameters: average particle size 15 ... 50 nm, S _yd = 15 ... 25 m ² / g, bulk density 0.4 ... 0.7 g / cm ³ );

- бинарные или тройные оксидные системы из ряда СаО, Al₂O₃, SiO₂, MgO представляют собой нанодисперсные порошки с размерами частиц менее 100 нм: алюмомагниевая шпинель (MgO·Al₂O₃), кордиерит (2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂) или муллит (3Al₂O₃·2SiO₂).- binary or ternary oxide systems from the series of CaO, Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , MgO are nanodispersed powders with particle sizes less than 100 nm: magnesium-aluminum spinel (MgO · Al ₂ O ₃ ), cordierite (2MgO · 2Al ₂ O ₃ · 5SiO ₂ ) or mullite (3Al ₂ O ₃ · 2SiO ₂ ).

В качестве минеральных наполнителей используют:As mineral fillers use:

- кварцевый песок типа песок кварцевый формовочный марки 2K₂O₁O₂: мас. доля SiO₂=98,2%; средний размер зерна 214 мкм;- silica sand of the type sand silica molding grade 2K ₂ O ₁ O ₂ : wt. SiO ₂ fraction = 98.2%; an average grain size of 214 microns;

- кварц молотый пылевидный марки Б (ГОСТ 9077-82): мас. доля SiO₂>98%, размер частиц 10…160 мкм, средний диаметр частиц 55 мкм;- powdered silica grade B grade (GOST 9077-82): wt. SiO ₂ fraction> 98%, particle size 10 ... 160 μm, average particle diameter 55 μm;

- глинозем марки ГК с содержанием α-Al₂O₃=88…95%, средний размер частиц порошка 2,5…3,5 мкм, насыпная плотность 0,65…0,75 г/см³;- alumina grade GK with the content of α-Al ₂ O ₃ = 88 ... 95%, the average particle size of the powder is 2.5 ... 3.5 microns, bulk density is 0.65 ... 0.75 g / cm ³ ;

- корунд: электрокорунд белый марки 25А (содержание Al₂O₃>99%) и размерами зерен от F-1200 (3…5 мкм) до F-20 (1000…1250 мкм);- corundum: white aluminum oxide 25A grade (Al ₂ O ₃ content> 99%) and grain sizes from F-1200 (3 ... 5 μm) to F-20 (1000 ... 1250 μm);

- высокоглиноземистый цемент марок от ВГКЦ-60-1 (содержание Al₂O₃=60…65%) или ВГКЦ-80-0,5 (содержание Al₂O₃=80%);- high-alumina cement grades from VGKC-60-1 (Al ₂ O ₃ content = 60 ... 65%) or VGKC-80-0,5 (Al ₂ O ₃ content = 80%);

- шамотный порошок с размерами зерна 0…2,5 мм;- fireclay powder with grain sizes 0 ... 2.5 mm;

- зола-унос (побочный продукт (шлам) от сжигания углей ТЭС: с дисперсностью частиц 0…150 мкм и средним размером зерна - 45 мкм;- fly ash (by-product (sludge) from burning coal of thermal power plants: with a particle size of 0 ... 150 microns and an average grain size of 45 microns;

- шлаки металлургические тонкомолотые с размерами частиц 0…<800 мкм;- finely ground metallurgical slags with particle sizes 0 ... <800 microns;

- бой огнеупорных материалов (периклазовых, муллитовых, шпинельных, динасовых, шпинелидных и др.) с размерами частиц 0…<1200 мкм, преимущественно периклазовых и муллитовых материалов.- battle of refractory materials (periclase, mullite, spinel, dinas, spinel, etc.) with particle sizes of 0 ... <1200 microns, mainly periclase and mullite materials.

В составе заявляемой сырьевой смеси в качестве модификаторов и МН могут быть использованы также и другие марки, выпускаемые отечественной или зарубежной промышленностью.In the composition of the inventive raw mix as modifiers and MN can also be used other brands produced by domestic or foreign industry.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Состав для получения огнеупорного материала, например, газобетона (пенобетона) готовят следующим образом. Тщательно перемешивают сухую смесь, содержащую минеральный наполнитель МН, наномодификатор, порошок алюминия (вспучиватель), смешивают ее с жидкой связкой, в качестве которой используют указанные полиметаллофосфаты в жидком агрегатном состоянии (ЖАС), с содержанием P₂O₅ не менее 36%, в соотношении компонентов, указанных в формуле, тщательно перемешивают массу в течение 3-5 мин, затем заливают смесь в заданную форму (блока, панели, кирпича) или в полость свободного объема на месте проведения футеровочных работ. После чего полученную массу оставляют в неподвижности до ее полного вспучивания. Процесс холодного вспучивания неорганических композиций осуществляют при температуре 10-25°С без какого-либо подогрева и создания специальных условий. Эффект вспучивания основан на реакции химического взаимодействия порошка алюминия с указанным полиметаллофосфатным раствором.The composition for obtaining a refractory material, for example, aerated concrete (foam concrete) is prepared as follows. Thoroughly mix the dry mixture containing the mineral filler MN, nanomodifier, aluminum powder (expanding agent), mix it with a liquid binder, which is used as specified polymetallophosphates in the liquid state of aggregation (ZhAS), with a content of P ₂ O ₅ not less than 36%, in the ratio of the components indicated in the formula, thoroughly mix the mass for 3-5 minutes, then pour the mixture into a predetermined shape (block, panel, brick) or into the free volume cavity at the lining site. Then the resulting mass is left motionless until it is fully expanded. The process of cold expansion of inorganic compositions is carried out at a temperature of 10-25 ° C without any heating and the creation of special conditions. The effect of expansion is based on the reaction of chemical interaction of aluminum powder with the specified polymetallophosphate solution.

Полученный материал в зависимости от природы и соотношения компонентов может иметь коэффициент теплопроводности при комнатной температуре 0,10-0,25 Вт/м·К, открытую пористость 50-70%, предел прочности на сжатие до 15 МПа, плотность 500-1100 кг/м³, коэффициент вспучивания не более 3,1. Температура длительного использования (классификационная температура) полученного материала может составлять в зависимости от состава сырьевой смеси 1550-1700°С.The resulting material, depending on the nature and ratio of components, can have a thermal conductivity coefficient at room temperature of 0.10-0.25 W / m · K, open porosity of 50-70%, compressive strength up to 15 MPa, density 500-1100 kg / m ³ , the coefficient of expansion is not more than 3.1. The temperature of long-term use (classification temperature) of the obtained material may be 1550-1700 ° C depending on the composition of the raw material mixture.

С использованием заявляемой смеси были получены жаростойкие легкие ячеистые бетоны марки ВБФ плотностью 500-1100 кг/м³ и температурой длительного применения до 1580°С, а также ячеистые бетоны марки ВБФ-К с плотностью 520-1100 кг/м³, имеющие максимальную температуру длительного применения 1650-1700°С.Using the inventive mixture were obtained heat-resistant lightweight cellular concrete brand VBF with a density of 500-1100 kg / m ³ and a temperature of long-term use up to 1580 ° C, as well as cellular concrete brand VBF-K with a density of 520-1100 kg / m ³ having a maximum temperature long-term use of 1650-1700 ° C.

Сущность предложенного изобретения подтверждается также конкретным примером 2 и другими примерами, представленными в таблице.The essence of the proposed invention is also confirmed by specific example 2 and other examples presented in the table.

Пример 2.Example 2

Состав для получения огнеупорного материала для газобетона (легкий ячеистый) марки ВБФ-650 готовят следующим образом. Тщательно перемешивают сухую смесь, содержащую в качестве минерального наполнителя МП кварцевый песок (65 мас.%), высокоглиноземистый цемент (19 мас.%), зола-унос (10,95 мас.%), наномодификатор (0,05 мас.%), в качестве которого используют микрокремнезем марки МК-85, порошок алюминия АСД-1 (5,0 мас.%). Приготовленную смесь компонентов смешивают со связующим в жидком агрегатном состоянии (ЖАС), в качестве которого используют алюмохромфосфат с содержанием Р₂О₅ не менее 36%, при отношении МН/ЖАС, равном 1,33, алюминия/ЖАС, равном 0,067. Тщательно перемешивают приготовленную массу в течение 5 мин до получения однородной жидко-вязкой массы шликерного состава, затем заливают смесь в заданную форму, например форму панели. После чего полученную массу оставляют в неподвижности до ее полного вспучивания. Процесс холодного вспучивания неорганических композиций осуществляют при комнатной температуре 25°С без какого-либо подогрева и создания специальных условий. Эффект вспучивания основан на экзотермической реакции взаимодействия порошка алюминия с указанным полиметаллофосфатным раствором. После завершения процесса вспучивания и испарения воды форму разбирают и получают готовый материал.The composition for the production of refractory material for aerated concrete (light cellular) brand VBF-650 is prepared as follows. Thoroughly mix the dry mixture containing silica sand (65 wt.%), High-alumina cement (19 wt.%), Fly ash (10.95 wt.%), Nanomodifier (0.05 wt.%) As a mineral filler MP. , which is used as silica fume grade MK-85, aluminum powder ASD-1 (5.0 wt.%). The prepared mixture of components is mixed with a binder in a liquid state of aggregation (JAS), which is used aluminochromophosphate with a content of P ₂ O _{5 of} at least 36%, with a ratio of MN / JAS equal to 1.33, aluminum / JAS equal to 0.067. Thoroughly mix the cooked mass for 5 minutes until a homogeneous liquid-viscous mass of slip composition is obtained, then pour the mixture into a predetermined shape, for example, a panel shape. Then the resulting mass is left motionless until it is fully expanded. The process of cold expansion of inorganic compositions is carried out at room temperature 25 ° C without any heating and creating special conditions. The effect of expansion is based on the exothermic reaction of the interaction of aluminum powder with the specified polymetallophosphate solution. After completion of the process of expansion and evaporation of water, the mold is disassembled and the finished material is obtained.

Пенобетон, полученный из этого материала, имеет коэффициент теплопроводности при комнатной температуре 0,15 Вт/м·К, открытую пористость 65%, предел прочности на сжатие до 4,6 МПа, плотность 650 кг/м³, коэффициент вспучивания 3,1. Максимальная температура длительного применения (классификационная температура) полученного пенобетона (марка ВБФ-650) составляет 1550°С.The foam concrete obtained from this material has a thermal conductivity coefficient at room temperature of 0.15 W / m · K, an open porosity of 65%, a compressive strength of up to 4.6 MPa, a density of 650 kg / m ³ , an expansion coefficient of 3.1. The maximum temperature of long-term use (classification temperature) of the resulting foam concrete (grade VBF-650) is 1550 ° C.

Все примеры сведены в таблицу с указанием природы компонентов, их содержания в сырьевой смеси и свойств полученного материала.All examples are summarized in a table indicating the nature of the components, their content in the raw mix and the properties of the resulting material.

Представленные примеры не ограничивают возможности заявляемого изобретения и являются достаточными для специалистов, имеющих опыт и соответствующие знания в области строительства и химии, чтобы осуществить другие варианты составов для получения пористого, огнеупорного, теплоизоляционного материала.The presented examples do not limit the possibilities of the claimed invention and are sufficient for specialists with experience and relevant knowledge in the field of construction and chemistry to implement other variants of the compositions to obtain a porous, refractory, heat-insulating material.

Из представленных результатов следует, что температура применения полученных материалов повысилась на 250-400°С по сравнению с прототипом (пример 1), а предел прочности на сжатие до 13,3 МПа, что подтверждает достижение технического результата.From the presented results it follows that the temperature of application of the obtained materials increased by 250-400 ° C compared with the prototype (example 1), and the compressive strength to 13.3 MPa, which confirms the achievement of the technical result.

Изобретение может найти применение в областях народного хозяйства, таких как металлургия, теплоэнергетика, машиностроение, производство строительных материалов, в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и др.The invention can find application in areas of the national economy, such as metallurgy, heat power engineering, mechanical engineering, the production of building materials, in the chemical, petrochemical and oil refining industries, etc.

Особенно следует отметить, что использование предложенного изобретения позволяет эффективно использовать предлагаемые составы сырьевой смеси на месте проведения футеровочных работ при изготовлении и ремонте любых видов тепловых агрегатов, в том числе при ремонте их футеровок без остановки работы теплотехнического оборудования.It should be especially noted that the use of the proposed invention allows the efficient use of the proposed raw mixes at the place of lining in the manufacture and repair of any kind of thermal units, including the repair of their linings without stopping the operation of heating equipment.

Claims (2)

1. Сырьевая смесь для получения пористого, огнеупорного, теплоизоляционного материала, включающая минеральный наполнитель, алюминий в качестве вспучивателя и связующее, отличающаяся тем, что она в качестве связующего содержит, по крайней мере, один полиметаллофосфат из группы, включающей: алюмоборфосфат, магнийборфосфат, алюмомагнийфосфат, алюмохромфосфат, в жидком агрегатном состоянии с содержанием P₂O₅ не менее 36%, при массовом отношении минерального наполнителя к связующему 1,25-1,54, при массовом отношении алюминия к связующему 0,009-0,067 и дополнительно наномодификатор - тугоплавкие оксиды кремния, алюминия, частично стабилизированный диоксид циркония или бинарные или тройные оксидные системы из ряда СаО, Al₂O₃, SiO₂, MgO при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алюминий 0,6-5,0 Наномодификатор 0,01-0,1 Минеральный наполнитель Остальное 1. The raw material mixture to obtain a porous, refractory, heat-insulating material, including a mineral filler, aluminum as a blowing agent and a binder, characterized in that it contains at least one polymetallophosphate from the group including: aluminoborphosphate, magnesium borophosphate, aluminum magnesium phosphate , alumochromophosphate, in a liquid state of aggregation with a P ₂ O ₅ content of at least 36%, with a mass ratio of mineral filler to binder of 1.25-1.54, with a mass ratio of aluminum to binder of 0.009-0.067 and optional nanomodifier - refractory oxides of silicon, aluminum, partially stabilized zirconia or binary or ternary oxide systems from the series of CaO, Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , MgO in the following ratio of components, wt.%:
Aluminum 0.6-5.0 Nanomodifier 0.01-0.1 Mineral filler Rest 2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит, по крайней мере, два вещества из ряда, включающего: кварцевый песок, глинозем, корунд, высокоглиноземистый цемент, шамотный порошок, золу-уноса, шлак, бой огнеупорных материалов. 2. The mixture according to claim 1, characterized in that as a mineral filler it contains at least two substances from a series including: quartz sand, alumina, corundum, high alumina cement, fireclay powder, fly ash, slag, battle refractory materials.