состав и способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона
Классы МПК: | C04B28/26 силикаты щелочных металлов C04B40/00 Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур C04B111/20 сопротивление химическому, физическому или биологическому воздействию |
Автор(ы): | Батырмурзаев Шахбутдин Даудович (RU), Ибрагимова Людмила Рашидовна (RU), Гаджиев Рустам Алимпашаевич (RU), Батырмурзаев Алимпаша Шахбутдинович (RU), Султанов Азнаур Загирович (RU), Мутаева Эльмира Магомедовна (RU), Гаджиева Барият Шахабутдиновна (RU), Алиева Зарият Шахабутдиновна (RU) |
Патентообладатель(и): | ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-12-16 публикация патента:
27.12.2009 |
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из доломитовых безобжиговых жаростойких бетонов, получаемых без предварительного обжига. Технический результат - повышение прочности и термической стойкости бетона. Состав для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона содержит, мас.%: доломитовый заполнитель 65-87, тонкомолотый доломит 6-16, тонкомолотый каустический доломит 2-8, тонкомолотый силикат натрия 2-5, силикат натрия в виде наноразмерных частиц 1-2, тонкомолотый диатомит 6-16, каустический доломит в виде наноразмерных частиц 2-4, вода из расчета В/Т 0,12-0,14. Способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона из указанного выше состава заключается в раздельном измельчении компонентов с получением тонкомолотых указанных компонентов с последующим раздельным переводом части силиката натрия и каустического доломита в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см2/г силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С, перемешивании доломитового заполнителя, тонкомолотых доломита, каустического доломита и силиката натрия с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси силиката натрия и каустического доломита в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч. 2 н.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Состав для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона, включающий доломитовый заполнитель, тонкомолотые доломит, силикат натрия и воду, отличающийся тем, что он содержит дополнительно силикат натрия и каустический доломит в виде их наноразмерных частиц и тонкомолотый каустический доломит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Доломитовый заполнитель | 65-87 |
Тонкомолотый доломит | 6-16 |
Тонкомолотый каустический доломит | 2-8 |
Тонкомолотый силикат натрия | 2-5 |
Силикат натрия в виде наноразмерных частиц | 1-2 |
Тонкомолотый диатомит | 6-16 |
Каустический доломит в виде наноразмерных частиц | 2-4 |
Вода из расчета В/Т | 0,12-0,14 |
2. Способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона из состава по п.1, заключающийся в раздельном измельчении компонентов с получением тонкомолотых указанных компонентов с последующим раздельным переводом части силиката натрия и каустического доломита в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см2/г силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С, перемешивании доломитового заполнителя, тонкомолотых доломита, каустического доломита и силиката натрия с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси силиката натрия и каустического доломита в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из безобжигового доломитового жаростойкого бетона.
Технический результат - повышение прочности и термической стойкости изделий из доломитового жаростойкого безобжигового бетона.
Известен способ изготовления жаростойких бетонов на основе композиций из природных и техногенных стекол (1).
Недостатком известного способа является использование в качестве связующего силикат-глыбы размером частиц более 1-100 микрон, которые в точке растворения в вяжущем или бетоне образуют жидкое стекло, которое невозможно равномерно распределять в массе затвердевшего бетона, что приводит к увеличению плавнеобразующего составляющего и снижению прочности и термической стойкости бетона.
Наиболее близким, т.е. прототипом, являются состав и способ изготовления безобжиговых огнеупоров (2) с использованием состава, который включает натриевую силикат-глыбу с силикатным модулем 2,7-3, огнеупорный заполнитель, тонкомолотый огнеупорный наполнитель, где предусматривается совместный помол части огнеупорного заполнителя и силикат-глыбы, а также нагрев компонентов до 80-90°С при сухом смешивании, затворение нагретой до 80-90°С водой, формование прессованием при 40 МПа и сушка при 250-300°С в течение 1-2 ч.
Недостатком известных состава и способа является то, что частицы силикат-глыбы после механического помола имеют размеры более 100 мк и поэтому требуется большее время смешивания и большее усилие прессования, что приводит к расслоению изделий при формовании их прессованием при 40 МПа, а также не достигается равномерное распределение частиц силикат-глыбы в смеси и образовавшегося жидкого стекла.
Цель изобретения: повышение прочности, температуры службы и термической стойкости доломитовых жаростойких безобжиговых бетонов.
Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона, включающий доломитовый заполнитель, тонкомолотые доломит и силикат натрия и воду, содержит дополнительно силикат натрия и каустический доломит в виде их наноразмерных частиц и тонкомолотый каустический доломит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Доломитовый заполнитель | 65-87 |
Тонкомолотый доломит | 6-16 |
Тонкомолотый каустический доломит | 2-8 |
Тонкомолотый силикат натрия | 2-5 |
Силикат натрия в виде | |
наноразмерных частиц | 1-2 |
Тонкомолотый диатомит | 6-16 |
Каустический доломит в виде | |
наноразмерных частиц | 2-4 |
Вода | из расчета В/Т 0,12-0,14 |
Поставленная цель также достигается тем, что способ изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона из состава, указанного выше, заключается в раздельном измельчении компонентов с получением тонкомолотых указанных компонентов с последующим раздельным переводом части силиката натрия и каустического доломита в наноразмерные частицы путем дегидратационного диспергирования гидратированных тонкомолотых до удельной поверхности 2500-3000 см2/г силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С, перемешивании доломитового заполнителя, тонкомолотых доломита, каустического доломита и силиката натрия с добавлением в их смесь при перемешивании имеющей температуру 80-90°С водной смеси силиката натрия и каустического доломита в виде их наноразмерных частиц и затем воды с температурой 80-90°С, перемешивании полученной смеси, формовании из нее изделий и обработки их термоударом при температуре 250-300°С в течение 1-2 ч.
Исходные компоненты, входящие в состав сырьевой смеси для изготовления безобжигового доломитового жаростойкого бетона с повышенной прочностью и температурой службы, включают:
доломитовый заполнитель Таркинского месторождения (Республика Дагестан) требуемых фракций;
тонкомолотый доломит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г;
тонкомолотый каустический доломит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г;
силикат натрия - отход Огнинского стекольного завода, тонкомолотый до удельной поверхности 2500-3000 см2/г;
тонкомолотый природный молочно-белый опал с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г;
вода - любая, кроме минеральных вод.
Тонкомолотые компоненты предварительно готовят путем раздельного помола в шаровой мельнице, затем силикат натрия и каустический доломит в отдельности переводят в наноразмерные частицы с их размером 10-12 нм путем дегидратационного диспергирования гидратированных частиц с указанной удельной поверхностью силиката натрия и каустического доломита при температуре 200-800°С.
Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно увеличение прочности и температуры эксплуатации и термической стойкости изделий.
Пример. Предварительно отдозированные части доломитового заполнителя, каустического доломита и силиката натрия в отдельности измельчают в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 3000 см2/г, затем в подогреваемую бетономешалку с укрепленными на ее корпусе тэнами и снабженную теплоизоляцией загружают в мас.%: доломитовый заполнитель фракции 0,315 мм 76, тонкомолотый доломит 11, тонкомолотый каустический доломит 5, тонкомолотый силикат натрия 3,5 и смешивают в сухом виде в течение 2-3 мин, при непрерывном смешивании добавляют подогретую до 85°С водную смесь наноразмерных частиц силиката натрия 1,5 и каустического доломита 3, имеющие размер 10-12 нм, полученные в барбатерах. При непрерывном смешивании дополнительно добавляют подогретую до 85°С воду из расчета водотвердое отношение 0,14, смешивание массы продолжают 3-4 мин. Из этой массы прессуют изделия при удельном давлении 30 МПа и проводят термообработку изделий термоударом при 300°С в сушильной камере в течение 1,5 ч.
Наноразмерные частицы силикат-глыбы и аналогично каустического доломита получают раздельно следующим образом. Тонкомолотую натриевую силикат-глыбу и каустический доломит с удельной поверхностью 2500-3000 см2/г (для данного примера 3000 см2 /г) отдельно гидратируют и помещают в кюветы, находящиеся в кварцевых трубках, которые расположены в печах. В трубки пускают острый водяной пар и нагревают до 200-800°С (в данном примере 800°С). При этом паром уносятся наноразмерные частицы и после холодильника поступают в конденсатоотводчики и барбатеры. Затем из конденсатоотводчиков и барбатеров берут пробы и хроматографическим анализом определяют в барбатере и конденсатосборнике количественное и качественное содержание наночастиц и по достижению достаточного количества содержания их для вышеуказанного состава бетонной смеси водные смеси наночастиц из барбатеров и конденсатоотводчиков нагревают до 80-90°С и применяют для приготовления бетона.
Причем значения массовых процентов соответствующих наночастиц устанавливают путем количественного хроматографического анализа водной смеси из барбатера в процессе получения их.
Предлагаемые состав и способ обеспечивают получение структурно-стабильного изделия без предварительного обжига, повышение прочности, температуры эксплуатации и термической стойкости изделий за счет полного растворения наноразмерных компонентов силиката натрия и каустического доломита с тонкомолотыми частицами наполнителей и заполнителем бетона, а также за счет равномерного распределения их в смеси в процессе смешивания. Изобретение обеспечивает прочность при сжатии после сушки 30-42 МПа, термическую стойкость 40-55 теплосмен (800°С - воздух).
Литература:
1. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Зейфман М.И., Тотурбиев Б.Д. Жаростойкие бетоны на основе композиций из природных и техногенных стекол. М.: Стройиздат, 1966. - 144 с.
2. Способ изготовления безобжиговых огнеупоров. Тотурбиев Б.Д., Батырмурзаев Ш.Д. А.С. СССР № 1701693, БИ № 48, 30.12.91.
Класс C04B28/26 силикаты щелочных металлов
Класс C04B40/00 Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение
Класс B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур
Класс C04B111/20 сопротивление химическому, физическому или биологическому воздействию