ЖАРОСТОЙКОЕ ВЯЖУЩЕЕ
HEAT-RESISTANT BINDER

Предложение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для приготовления жаростойких бетонов и изготовления изделий на их основе, изготовления монолитных элементов футеровок тепловых агрегатов, для приготовления торкрет-масс, огнеупорных растворов и сухих смесей для приготовления жаростойких бетонов и растворов с температурой применения 1400…1700°С.
Известно вяжущее для жаростойких бетонов, состоящее из низкоосновных алюминатов кальция и магнезиально-глиноземистой шпинели (См., например, Кузнецова Т.В. и др. Разработка состава алюминатно-магнезиального цемента. Новые огнеупоры. - 2004. - №12. - С.75-76. [1]). Повышенное содержание в вяжущих шпинели придает им высокую огнеупорность, стойкость в агрессивных средах, они отличаются малой водопотребностью и усадкой при нагревании.
К недостаткам данного вяжущего следует отнести низкую скорость нарастания прочности в начальные сроки твердения, что ограничивает их области применения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является огнеупорный цемент (А.с. №1086697, Бюл. №31, 1991. [2]), включающий следующие компоненты, мас.%:
Трехкальциевый алюминат
15-20
Пятикальциевый трехалюминат
15-25
Магнезиально-глиноземистая
шпинель
55…70
Данное вяжущее содержит высокоосновные алюминаты кальция, что позволяет в 2-7 раз уменьшить сроки схватывания и ускорить нарастание прочности бетонов первые сутки их твердения.
Недостатками данного вяжущего является следующее.
1. Входящие в его состав в качестве вяжущего высокоосновные алюминаты кальция требуют для их затворения повышенное количество воды, что приводит к повышенной усадке при их нагревании.
2. Вяжущие данного состава характеризуются значительным сбросам прочности при их нагревании до 800°С из-за появления свободной окиси кальция при перекристаллизации продуктов гидратации.
3. Высокоосновные минералы, входящие в состав вяжущего, имеют сравнительно невысокую огнеупорность и температуру деформации под нагрузкой. Температура применения бетонов на данном вяжущем не превышает 1300-1400°С.
Целью настоящего изобретения является повышение исходной прочности и остаточной прочности после нагревания, снижение усадки при нагревании, повышение огнеупорности и температуры деформации под нагрузкой, повышение температуры применения бетонов на данном вяжущем.
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
Поставленная цель достигается тем, что вяжущее в качестве алюминатов кальция содержит двуалюминат кальция CaO·2AlO, однокальциевый алюминат СаО·AlO, двенадцатикальциевый семиалюминат 12СаО·7AlO,магнезиально-глиноземистую хромсодержащую шпинель MgO·(Al,Cr)O и хромистый корунд (Al,Cr)О при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Двуалюминат кальция
34-54
Однокальциевый алюминат
14-20
Двенадцатикальциевый семиалюминат
4-6
Магнезиально-глиноземистая
хромсодержащая шпинель
15-32
Хромистый корунд
8-13
2
3
Температура плавления СаО·2AlO - 1770°С, а шпинели и хромистого корунда выше 2000°С.
За счет нового соотношения исходных компонентов и их качества получено жаростойкое вяжущее со следующими свойствами:
Нормальная густота 25-27%
Сроки схватывания, ч-мин: начало от 40 до 45 мин, конец от 1 ч 45 мин до 2 ч 10 мин
Прочность при сжатии, МПа, после твердения:
1 сут
27,5-29,2
3 сут
49,0-55,0
сушки при 110°С
56,0-60,0
Остаточная прочность после нагревания
до 800°С, %
65,0-72,0
Усадка после нагревания до 1000°С, %
0,6-0,9
Огнеупорность, °С
1650-1750
Температура разрушения, под нагрузкой, °С
1650-1700
Полученное жаростойкое вяжущее по основным показателям превосходит вяжущее, полученное по а.с. №1086697 (табл.2).
2
Приготовление жаростойкого вяжущего осуществляется путем помола исходных компонентов до удельной поверхности 2500-4000 см/г. Шпинели и алюминаты кальция приготовляются путем дозировки исходных оксидов и последующим плавлением в электропечах.
Перспективными сырьевыми материалами для получения жаростойкого вяжущего являются отвальные шлаки и шлаки текущего выхода алюминотермического производства металлов и сплавов Ключевского завода ферросплавов. Для организации производства жаростойкого вяжущего не требуется специального оборудования и дефицитных сырьевых материалов.
На разработанном вяжущем, шамотных и высокоглиноземистых заполнителях получен жаростойкий бетон с температурой применения 1400…1700°С. Для ускорения набора марочной прочности бетоны на предлагаемом жаростойком вяжущем можно подвергать пропариванию.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Кузнецова Т.В. и др. Разработка состава алюминатно-магнезиального цемента. Новые огнеупоры. - 2004 - №12. - С.75-76.
2. А.с. №1086697, С04В 7/32. Бюл. №31, 1991.
Таблица 1
Состав жаростойкого вяжущего
Состав
Содержание, в % по массе
СаО·2Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
СаО·Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
3СаО·Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
12СаО·7Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (5СаО·3Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
MgO·(Al,Cr)<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
(Al,Cr)<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
MgO·Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
1
54
14
4
15
13
2
34
20
6
32
8
3
44
17
5
23,5
10,5
4<sup>х)</sup>
-
-
15
15
-
-
70
5<sup>х)</sup>
-
-
20
25
-
-
55
6<sup>х)</sup>
-
-
17,5
20
-
-
62,5
<sup>х)</sup> - прототип [2]