ЖАРОСТОЙКАЯ КЛАДОЧНАЯ СМЕСЬ
FIRE-RESISTANT MASONRY ADMIXTURE

Настоящее изобретение относится к составу смеси для приготовления кладочного раствора, в частности жаростойкого, предназначенного для скрепления элементов кладки тепловых, печных агрегатов с температурой эксплуатации до 1150°С.
Известна сырьевая смесь для выполнения кладки металлургических агрегатов (RU № 2051881, С04В 35/66; 1996.01.10), которая включает лом высокоглиноземистой футеровки 60-70 мас.%, огнеупорную глину 15-18 мас.%, триполифосфат натрия 0,5-1,0 мас.%, вода - остальное.
Недостатками такой сырьевой смеси являются: большие сроки твердения при нормальных условиях и низкая прочность после обжига.
Известна также жаростойкая масса (RU № 2312086, С04В 28/26, бюл. №34, 2007.12.10) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см<sup>3</sup>
23,0-28,0
кембрийская глина
8,0-12,0
гранулированный доменный шлак с M<sub>кр</sub>=2,0-2,8
49,0-60,0
тонкодисперсный нефелиновый шлам
3,0-8,0
осадок очистных сооружений станций водоподготовки
с влажностью 80 %
2,0-7,0
Недостатками такой смеси являются низкая прочность и низкая огнеупорность.
Наиболее близкой к заявляемой является жаростойкая кладочная смесь (RU №2388714, С04В 28/26, бюл. №13, 2010.05.10) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
силикат-глыба
1,5-2,0
гранулированный доменный шлак
38,0-42,0
кембрийская глина
22,7-26,0
стеклобой
1,7-1,9
череп
1,8-2,0
гранитные отсевы
4,8-5,0
доломит
4,9-5,1
NaH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O
0,08-1,0
вода
остальное
Недостатками такой смеси являются недостаточная огнеупорность, большие сроки твердения.
Настоящее изобретение направлено на повышение огнеупорности и снижение сроков твердения.
Поставленная задача достигается тем, что жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, силикат-глыбу, череп, воду, дополнительно содержит огнеупорную глину, песок и известняк, указанные твердые компоненты совместно подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1 % при следующем соотношении компонентов, мас.%:
силикат-глыба
1,0-1,5
гранулированный доменный шлак
36,0-38,0
кембрийская глина
15,8-16,2
огнеупорная глина
7,8-8,2
череп
1,9-2,1
песок
7,8-8,2
известняк
5,8-6,2
вода
остальное
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая смесь неизвестна и данное техническое решение обладает новизной.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат.
Совместное присутствие гранулированного доменного шлака, силикат-глыбы, а также кембрийской и огнеупорной глины, песка, черепа, известняка, приводит к твердению жаростойкой кладочной смеси при нормальных условиях, а при обжиге образуются алюмосиликаты и фосфаты сложного состава, упрочняющие структуру, повышающие температуру применения и снижающие сроки твердения.
Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что предлагаемый состав жаростойкой кладочной смеси явным образом не следует из уровня техники, и вся совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанного технического результата, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".
Пример конкретного выполнения.
Изготовление жаростойкой кладочной смеси.
В качестве связующего выбрана силикат-глыба (ГОСТ 13079-81, силикатный модуль 2,7-3,0).
2
В качестве заполнителя используется техногенный продукт металлургической промышленности: гранулированный доменный шлак. При быстром охлаждении (грануляции) в шлаке присутствует стекло, содержание которого достигает 80 % по массе и более. В кристаллической составляющей присутствует геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты Са и Mg. Так, например, череповецкий гранулированный доменный шлак обладает аморфной структурой, содержит 2CaO·SiO и небольшое количество соединений железа и марганца. Химический состав Череповецкого шлака представлен в табл.1.
Таблица 1
Химический состав череповецкого шлака, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MnO
MgO
41,92
6,6
0,33
44,8
0,9
2,38
3
Кембрийская глина - легкоплавкая, полукислая, низкодисперсная, с низким содержанием крупнозернистых включений, насыпная плотность 1450 кг/м, интервал спекания 50-100°С. Огнеупорная глина представлена латненской глиной (месторождение ст. Латное Воронежской обл.), которая отличается повышенным содержанием плавней и высокой степенью измельчения частиц, часть которых имеет коллоидальный характер. Данные химического анализа глин представлены в таблице 2.
Таблица 2
Химический состав кембрийской глины, мас.%
Глина
SiO<sub>2</sub>
TiO<sub>2</sub>+Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
К<sub>2</sub>O
SO<sub>3</sub>
П.п.п.
кембрийская
62,83
17,29
6,64
1,24
2,73
4,5
0,54
4,26
латненская
47,4
36,7
0,9
0,4
0,04
0,11
-
11,5
Череп представляет собой бой обожженных керамических изделий и состоит в основном из силикатов кальция и магния и кварца.
3
Известняк - СаСО - минерал группы карбонатов, по химическому составу карбонат кальция содержит примеси глины, доломита.
Песок в соответствии с ГОСТ 10268-80 в примерах используют кварцевый.
1. Дозируют и подвергают помолу в шаровой мельнице до остатка на сите 0,08 не более 1 % кембрийскую и латненскую глины, песок, череп, известняк, силикат-глыбу и гранулированный доменный шлак.
2. Дозируют воду.
3. Сухие компоненты жаростойкой кладочной смеси затворяют водой, перемешивая компоненты в течение 3-5 минут.
4. При необходимости жаростойкая кладочная смесь используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья.
5. Твердение кладочной смеси осуществляется в течение 12 часов в нормальных условиях.
6. Затвердевшие образцы вынимают из форм и сушат при температуре 100-110°С.
7. Высушенные образцы готовы к эксплуатации.
Состав и свойства кладочной смеси представлены в таблице 3.
Анализ данных таблицы 3 показывает, что предлагаемый состав обеспечивает температуру эксплуатации 1150°С, следовательно, расширяется диапазон применения. При получении кладочной смеси заявляемого состава используются побочные продукты металлургического производства и керамической промышленности, что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции.
Жаростойкая кладочная смесь, характеризуемая физико-механическими характеристиками, указанными в таблице 3, имеет сроки твердения, уменьшенные в 2 раза, и может быть использована для кладки печей и тепловых агрегатов с температурой применения до плюс 1150°С.