RU2558567C1 - Composition for manufacturing heat-resistant concretes - Google Patents
Composition for manufacturing heat-resistant concretes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558567C1 RU2558567C1 RU2014115129/03A RU2014115129A RU2558567C1 RU 2558567 C1 RU2558567 C1 RU 2558567C1 RU 2014115129/03 A RU2014115129/03 A RU 2014115129/03A RU 2014115129 A RU2014115129 A RU 2014115129A RU 2558567 C1 RU2558567 C1 RU 2558567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- composition
- resistant
- alloys
- composites
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов (композитов) на основе химических связующих. К химическим связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.The invention relates to the field of building materials, in particular the production of heat-resistant concrete (composites) based on chemical binders. Chemical binders used in heat-resistant concrete include liquid glass, silicate block (a transparent glassy alloy of alkaline silicates - semi-finished liquid glass) and phosphate bonds.
Известны композиции для получения пористых заполнителей (для бетонов) на основе химических связующих следующего состава, мас.%: жидкое стекло - 45-65; хлорид натрия - 5-15; отход горно-обогатительной фабрики при обогащения угля - 15-20; межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев - 15-20 /пат. Российской Федерации №2440312, МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя./ Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. №2010122114, заявл. 31.05.2010; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2 / [1].Known compositions for producing porous aggregates (for concrete) based on chemical binders of the following composition, wt.%: Water glass - 45-65; sodium chloride - 5-15; the waste of a mining and processing factory in coal enrichment - 15-20; inter-shale clay formed during the production of oil shale - 15-20 / US Pat. Russian Federation No. 2440312, IPC С04В 14/24. Composition for the production of porous aggregate./ Abdrakhimova E.S., Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Kulikov V.A .; Applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after academician S.P. Queen. No. 2012222114, declared 05/31/2010; publ. 01/20/2012. Bull. No. 2 / [1].
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,65-2,75 МПа.The disadvantage of this composition is the relatively low strength of 2.65-2.75 MPa.
Наиболее близкой к изобретению является композиция для получения жаростойких композитов, включающая следующие компоненты, мас.%: глиноземсодержащий шлам - 10,5-10,53 (220 кг/м3); отработанный катализатор ИМ-2201 - 10,5-10,53 (220 кг/м3); щебень - 35,88-35,89 (750 кг/м3); песок - 30,62-30,63 (640 кг/м3); Н3РO4 - 12,44-12,45 (260 кг/м3) / Хлыстов А.И. Повышение эффективности жаростойких композитов за счет применения химических связующих / А.И. Хлыстов, С.В. Соколова, А.В. Власов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2012. - №9. - С.38-42. / [2].Closest to the invention is a composition for producing heat-resistant composites, comprising the following components, wt.%: Alumina-containing sludge - 10.5-10.53 (220 kg / m 3 ); spent catalyst IM-2201 - 10.5-10.53 (220 kg / m 3 ); crushed stone - 35.88-35.89 (750 kg / m 3 ); sand - 30.62-30.63 (640 kg / m 3 ); N 3 PO 4 - 12.44-12.45 (260 kg / m 3 ) / Khlystov A.I. Improving the efficiency of heat-resistant composites through the use of chemical binders / A.I. Khlystov, S.V. Sokolova, A.V. Vlasov // Building materials, equipment, technologies of the XXI century. - 2012. - No. 9. - S. 38-42. / [2].
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°С и низкая термостойкость.The disadvantage of this composition is a relatively low compressive strength after hardening and heating to a temperature of 1200 ° C and low heat resistance.
Сущность изобретения - повышение качества жаростойкого бетона (композита).The essence of the invention is improving the quality of heat-resistant concrete (composite).
Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов (композитов).The technical result of the invention is to increase the compressive strength and heat resistance of heat-resistant concrete (composites).
Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород фракции 5 - 10 мм и Н3РO4, дополнительно вводят известняковую муку и шламы, образующиеся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра с содержанием, мас.%: SiO2 - 4,5; Аl2O3 - 78,5; Fе2О3 - 2,9; СаО - 2,5; MgO - 1,1; R2O - 4,1; п.п.п.- 6,4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that limestone flour and sludges resulting from the etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions are additionally introduced into the known composition, including spent catalyst IM-2201, crushed stone from carbonate rocks with fractions of 5-10 mm and H 3 PO 4 . sodium hydroxide content, wt.%: SiO 2 - 4,5; Al 2 O 3 - 78.5; Fe 2 O 3 - 2.9; CaO - 2.5; MgO - 1.1; R 2 O - 4.1; pp-6.4 with the following ratio of components, wt.%:
Известняковая мука отход Жигулевского известкового завода. Оксидный химический состав используемых отходов представлен в таблице 1, а поэлементный в таблице 2. Исследования показали, что взаимодействие карбонатов двухвалентных металлов с ортофосфорной кислотой происходит с выделением тепла. Для фосфатных систем выделение тепла является важным фактором, способствующим образованию твердеющей структуры.Limestone flour waste of the Zhigulevsky lime plant. The oxide chemical composition of the waste used is presented in table 1, and the element composition in table 2. Studies have shown that the interaction of carbonates of divalent metals with phosphoric acid occurs with the release of heat. For phosphate systems, heat generation is an important factor contributing to the formation of a hardening structure.
Алюминий и его сплавы чаще всего травят в растворе, содержащем 50-150 г/л едкого натрия, нагретом до 50-70°С. Продолжительность травления в зависимости от состояния поверхности и концентрации едкого натрия составляет 0,5-1,5 мин. Травление алюминия и его сплавов связано с уменьшением начальных размеров деталей, что особенно следует учитывать при обработке плакированных деталей и деталей, имеющих жесткие допуски. В последнем случае травление производят в растворах с меньшей концентрацией едкого натрия.Aluminum and its alloys are most often etched in a solution containing 50-150 g / l sodium hydroxide, heated to 50-70 ° C. The etching time, depending on the state of the surface and the concentration of sodium hydroxide, is 0.5-1.5 minutes. The etching of aluminum and its alloys is associated with a decrease in the initial dimensions of the parts, which should be especially taken into account when processing clad parts and parts with tight tolerances. In the latter case, etching is carried out in solutions with a lower concentration of sodium hydroxide.
Химический оксидный состав шламов, образующихся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра представлен в таблице 1, а поэлементный в таблице 2.The chemical oxide composition of the sludge resulting from the etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions of caustic soda is presented in table 1, and the element-wise in table 2.
В результате травления алюминия в едком натрии образуется алюминат натрия и выделяется водород. Алюминий растворяется в едком натре с выделением водорода и формированием составного алюмината, который существует только в щелочном растворе. Происходящая в этом случае реакция может быть записана двумя способами:As a result of etching of aluminum in sodium hydroxide, sodium aluminate is formed and hydrogen is released. Aluminum dissolves in caustic soda with the release of hydrogen and the formation of a composite aluminate, which exists only in an alkaline solution. The reaction taking place in this case can be recorded in two ways:
Интенсивное выделение водорода свидетельствует о быстром растворении алюминия и может служить сигналом для выгрузки деталей из раствора.Intensive hydrogen evolution indicates a rapid dissolution of aluminum and can serve as a signal for unloading parts from the solution.
После регенерации щелочей из отработанных травильных растворов осаждается осадок - глиноземсодержащий шлам, концентрирующийся на дне ванны и постепенно кристаллизующийся. Шламы этой группы отличаются высоким содержанием А12O3, что способствует при его использовании в составах жаростойких бетонов (композитах) значительному повышению термостойкости. Повышенное содержание в шламе щелочей (R2O=4,1%, таблица 1) позволит снизить температуру обжига жаростойких бетонов (композитов) и тем самым повысить прочность изделия, а высокое содержание п.п.п. снизить его вес. Отличительной особенностью шламов от обработки алюминия и его сплавов от других отощителей является его высокая степень дисперсности. Положительным следствием высокой дисперсности шлама (9000-10000 см2/г) является большая его пластичность (число пластичности более 10), что позволяет использовать его в производстве жаростойких бетонов (композитах) в качестве пластификатора.After alkali regeneration from spent pickling solutions, a precipitate is deposited - an alumina-containing sludge that concentrates on the bottom of the bath and gradually crystallizes. Sludges of this group are characterized by a high content of Al 2 O 3 , which contributes to a significant increase in heat resistance when used in compositions of heat-resistant concrete (composites). The increased content in the sludge of alkalis (R 2 O = 4.1%, table 1) will reduce the firing temperature of heat-resistant concrete (composites) and thereby increase the strength of the product, and a high percentage of pp reduce its weight. A distinctive feature of the sludge from the processing of aluminum and its alloys from other cleaners is its high degree of dispersion. A positive consequence of the high dispersion of the sludge (9000-10000 cm 2 / g) is its great plasticity (plasticity number more than 10), which allows it to be used in the production of heat-resistant concrete (composites) as a plasticizer.
Алюмохромистый отход с Новокуйбышевского нефтехимкомбината и шламы, образующиеся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра использовались в роли корректирующих добавок.Alumochromous waste from the Novokuybyshevsk petrochemical plant and sludges resulting from the etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions of caustic soda were used as corrective additives.
Для изготовления жаростойких бетонов (композиций) использовался щебень, отвечающий требованиям ГОСТа 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Технические условия М 600, 800-1000, со средней плотностью зерен от 2,0 до 2,5 кг/м3 из карбонатных пород, добываемый в Самарской области, фракции 5-10 мм.For the manufacture of heat-resistant concrete (compositions), crushed stone was used that meets the requirements of GOST 8267-93 “Crushed stone and gravel from dense rocks for construction work”. Specifications M 600, 800-1000, with an average grain density of 2.0 to 2.5 kg / m 3 of carbonate rocks, mined in the Samara region, fractions of 5-10 mm.
Для изготовления жаростойких бетонов (композитов) использовалась в качестве связующей ортофосфорная кислота Н3РO4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н3РO4), не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см3.For the manufacture of heat-resistant concrete (composites), orthophosphoric acid N 3 PO 4 in pure form was used as a binder according to GOST 6552-80, the norm was pure (parts) OKP 26 1213 0021 10. Mass fraction of orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), not less than 85%, density not less than 1.69 g / cm 3 .
В предложенных составах, как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства), отвечающий требованиям - ТУ 38.103544-89. Химический состав катализатора представлен в таблицах 1 и 2.In the proposed compositions, as in the prototype, the spent catalyst IM-21 (production waste) was used that meets the requirements of TU 38.103544-89. The chemical composition of the catalyst are presented in tables 1 and 2.
Согласно ТУ 38.103544-89 отработанный катализатор ИМ-2201 должен иметь следующие показатели: внешний вид порошка - серо-зеленого цвета, насыпная плотность 1,0-1,5 г/см3; массовая доля Аl2О3 не менее 70%.According to TU 38.103544-89 spent catalyst IM-2201 must have the following indicators: the appearance of the powder is gray-green in color, bulk density is 1.0-1.5 g / cm 3 ; mass fraction of Al 2 About 3 not less than 70%.
Твердение происходит в результате химического взаимодействия ортофосфорной кислоты с наполнителем, особенно с тонкомолотой ее частью, и последующих реакций полимеризации и поликонденсации, которые усиливаются по мере сушки и нагревания бетонов (композитов).Hardening occurs as a result of chemical interaction of phosphoric acid with a filler, especially with a finely ground part thereof, and subsequent polymerization and polycondensation reactions, which intensify as the concrete (composites) is dried and heated.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких бетонов (композитов) и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.Information confirming the possibility of carrying out the invention. The technological process for the production of cementless heat-resistant concrete (composites) and the manufacture of products and structures from them includes the preparation of molding materials, molding of products and heat treatment.
Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие бетоны требуют особую термообработку.It should be noted that for their hardening and a set of brand strength, heat-resistant concrete requires special heat treatment.
Для бетонов (композитов) на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 3 - нагревание до 500°С с подъемом температуры до 200°С со скоростью 60°С/час и до 500°С - 150°С/час, выдерживание в течение 4 часов, охлаждение вместе с печью.For concrete (composites) on phosphoric acid with the components shown in table 3 - heating to 500 ° C with a rise in temperature to 200 ° C at a speed of 60 ° C / h and up to 500 ° C - 150 ° C / h, keeping for 4 hours, cooling with the oven.
В таблице 4 представлены физико-механические показатели жаростойкого бетона.Table 4 presents the physical and mechanical properties of heat-resistant concrete.
Как видно из таблицы 4, жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.As can be seen from table 4, heat-resistant concrete from the proposed compositions has higher rates of mechanical strength and heat resistance than the prototype.
Полученное техническое решение при использовании известняковой муки и шламов, образующихся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.The resulting technical solution when using limestone flour and sludge resulting from the etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions of caustic soda can improve the mechanical strength and heat resistance of heat-resistant concrete.
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для строительных материалов.The use of technogenic raw materials in obtaining heat-resistant concrete contributes to the utilization of industrial waste, environmental protection, and the expansion of the raw material base for building materials.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Пат. Российской Федерации №2440312, МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Куликов В.А.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева. - №2010122114. заявл. 31.05.2010; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2.1. Pat. Russian Federation No. 2440312, IPC С04В 14/24. Composition for the production of porous aggregate. / Abdrakhimova E.S., Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Kulikov V.A .; Applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after academician S.P. Queen. - No. 2010122114. declared 05/31/2010; publ. 01/20/2012. Bull. No. 2.
2. Хлыстов А.И. Повышение эффективности жаростойких композитов за счет применения химических связующих / А.И. Хлыстов, С.В. Соколова, А.В. Власов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2012. - №9. - С.38-42.2. Khlystov A.I. Improving the efficiency of heat-resistant composites through the use of chemical binders / A.I. Khlystov, S.V. Sokolova, A.V. Vlasov // Building materials, equipment, technologies of the XXI century. - 2012. - No. 9. - S. 38-42.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014115129/03A RU2558567C1 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Composition for manufacturing heat-resistant concretes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014115129/03A RU2558567C1 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Composition for manufacturing heat-resistant concretes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2558567C1 true RU2558567C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53795929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014115129/03A RU2558567C1 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Composition for manufacturing heat-resistant concretes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2558567C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1286577A1 (en) * | 1985-08-27 | 1987-01-30 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Строительных Конструкций Им.В.А.Кучеренко | Raw mixture for producing heat-insulated articles |
| SU1320196A1 (en) * | 1986-01-16 | 1987-06-30 | Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна | Raw mixture for preparing heat-resistance concrete |
| SU1578107A1 (en) * | 1987-08-26 | 1990-07-15 | Всесоюзный Институт Огнеупоров | Refractory compound |
| RU2033404C1 (en) * | 1992-08-20 | 1995-04-20 | Сельскохозяйственное торговое производственное общество "Руско" | Composite material |
| US6783799B1 (en) * | 1999-08-03 | 2004-08-31 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
| RU2265780C2 (en) * | 2004-01-26 | 2005-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СамГАСУ) | Method for heat plant lining repair with heat-resistant concrete |
-
2014
- 2014-04-15 RU RU2014115129/03A patent/RU2558567C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1286577A1 (en) * | 1985-08-27 | 1987-01-30 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Строительных Конструкций Им.В.А.Кучеренко | Raw mixture for producing heat-insulated articles |
| SU1320196A1 (en) * | 1986-01-16 | 1987-06-30 | Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна | Raw mixture for preparing heat-resistance concrete |
| SU1578107A1 (en) * | 1987-08-26 | 1990-07-15 | Всесоюзный Институт Огнеупоров | Refractory compound |
| RU2033404C1 (en) * | 1992-08-20 | 1995-04-20 | Сельскохозяйственное торговое производственное общество "Руско" | Composite material |
| US6783799B1 (en) * | 1999-08-03 | 2004-08-31 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
| RU2265780C2 (en) * | 2004-01-26 | 2005-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СамГАСУ) | Method for heat plant lining repair with heat-resistant concrete |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХЛЫСТОВ А.И. и др., Повышение эффективности жаростойких композитов за счет применения химических связующих, Строительные материала, оборудование, технологии ХХI века, 2012, N 9, с. 38 - 42. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2528643C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
| RU2521980C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
| KR101749831B1 (en) | Lightweight geopolymer using fly ash highly containing unburned carbon contents and red mud and manufacturing method for the same | |
| CN101891485A (en) | Pouring material for steel ladle | |
| KR20100051596A (en) | Azs refractory composition | |
| RU2521005C1 (en) | Composition for manufacturing heat resistant composites | |
| CN103936371B (en) | A kind of flyash brick not easy to crack containing ceramic fiber | |
| KR101624612B1 (en) | An inorganic ceramic foam composition which can be cured at normal temperature and method of preparing the same. | |
| Castaldelli et al. | Preliminary studies on the use of sugar cane bagasse ash (SCBA) in the manufacture of alkali activated binders | |
| RU2567911C1 (en) | Composition for manufacturing of fireproof concretes | |
| RU2592927C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
| RU2558567C1 (en) | Composition for manufacturing heat-resistant concretes | |
| RU2553115C1 (en) | Composition for manufacturing of heat-resistant concretes | |
| RU2521244C1 (en) | Composition for production of heat resistant composites | |
| CN112209624B (en) | Foamed ceramic with high thermal stability and fire resistance and preparation method thereof | |
| RU2580536C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
| KR102321696B1 (en) | Composite comprising a mineral wool comprising a sugar | |
| CN109180005B (en) | Preparation method of high-strength anti-collision microcrystalline glass | |
| CN108530015B (en) | Steam-cured brick manufactured by bauxite tailings and preparation method thereof | |
| RU2602542C1 (en) | Composition for making heat-resistant composites | |
| RU2576067C1 (en) | Composition for production of heat resistant concretes | |
| RU2626488C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
| RU2580866C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
| RU2568443C2 (en) | Composition for producing refractory concrete | |
| RU2571780C1 (en) | Composition for production of heat-resistant concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160416 |