ЖАРОСТОЙКИЙ КЛАДОЧНЫЙ РАСТВОР
HEAT-RESISTANT MASONRY MORTAR

Настоящее изобретение относится к строительным растворам, в частности жаростойким, предназначенным для скрепления элементов кладки тепловых и печных агрегатов с температурой эксплуатации до 1200°С.
Известна смесь для приготовления кладочного раствора (RU №2148052, С04В 38/10, С04В 28/02, 2000.04.27) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цемент
20-35
Гипсовое вяжущее
10-20
Песок
10-45
Поверхностно-активная добавка
0,03-0,3
Жидкое стекло или щелочь
0,05-0,15.
Недостатком такого раствора является низкая прочность после обжига.
Известна также сухая строительная смесь (RU №2214376, С04В 28/02, 2003.10.20), включающая цемент 14,2-49,9 мас.%, песок 49,6-85,6 мас.%, пластификатор С-3 0,04-0,50 мас.%, стеарат кальция или стеарат цинка 0,10-0,30 мас.%. Недостатком такого раствора является низкая прочность после обжига.
Наиболее близким к заявляемому является жаростойкий раствор (Кияшко А.Г. Автореферат на соиск. учен. степени канд. техн. наук. - СПб: ПГУПС, 2005. - 25 с.) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Песок
49,0-51,0
Кембрийская глина
9,0-11,0
Периклазо-хромитовая пыль
19,0-21,0
Цемент
21,0-19,0
Недостатком такого раствора является низкая прочность после обжига. Задачей изобретения является повышение прочности кладочного раствора после обжига.
Поставленная техническая задача достигается тем, что жаростойкий кладочный раствор, содержащий песок, кембрийскую глину, периклазо-хромитовую пыль, цемент, дополнительно содержит молотую силикат-глыбу и воду.
Указанные ингредиенты взяты в следующих соотношениях, мас.%:
Песок
48,0-50,0
Кембрийская глина
15,0-17,0
Периклазо-хромитовая пыль
10,0-12,0
Цемент
4,0-5,0
Силикат-глыба
0,8-1,0
Вода
остальное.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый раствор неизвестен и данное техническое решение обладает новизной.
Совместное присутствие песка, кембрийской глины, периклазо-хромитовой пыли, цемента, силикат-глыбы и воды приводит к твердению кладочного раствора при нормальных условиях, а при обжиге происходит интенсивное спекание и образуются алюмосиликатные и магний- и хромсодержащие фазы сложного состава, упрочняющие структуру, устойчивые при высоких температурах.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".
Пример конкретного выполнения
В качестве связующего выбрана силикат-глыба (ГОСТ 13079-81, силикатный модуль 2,7-3,0) и портландцемент М500.
В качестве отощителя используется песок для строительных работ по ГОСТ 8736-93.
3
Кембрийская глина - легкоплавкая, полукислая, низкодисперсная, с низким содержанием крупнозернистых включений, насыпная плотность 1450 кг/м, интервал спекания 50-100°С. Данные химического анализа глины представлены в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав кембрийской глины, мас.%
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
K<sub>2</sub>O
SO<sub>3</sub>
П.п.п.
62,83
17,29
6,64
1,24
2,73
4,5
0,54
4,26
Периклазо-хромитовая пыль из циклонов, образующаяся при дроблении периклазо-хромитового боя кирпича, имеет остаток на сите №014 не более 1% и ее химический состав представлен в таблице 2.
Таблица 2
Химический состав периклазо-хромитовой пыли, мас.%
Состав
SiO<sub>2</sub>
MgO
CaO
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Массовый процент
50.0
11.5
7.2
6.5
9.8
15.0
Используется цемент М500 Д0 по ГОСТ 10178-85.
Изготовление жаростойкого кладочного раствора.
1. Дозируют молотые глину кембрийскую и силикат-глыбу, песок, периклазо-хромитовую пыль, портландцемент.
2. Приготавливают жаростойкий кладочный раствор, смешивая отдозированные компоненты в бетономешалке в течение 3-5 минут.
3. Затворяют водой.
4. Жаростойкий кладочный раствор используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья или набивки.
5. Твердение кладочного раствора осуществляется в течение 24 часов в нормальных условиях.
6. Затвердевшие образцы вынимают из форм и сушат при температуре 100-110°С.
7. Высушенные образцы готовы к эксплуатации.
После обжига при плюс 1000°С образцы кладочного раствора испытывались на прочность.
Состав и свойства кладочного раствора представлены в таблице 3.
Анализ данных таблицы 3 показывает, что предлагаемый раствор обеспечивает получение кладочного раствора, у которого прочность при сжатии составляет 10,0 МПа, что в четыре раза больше, чем у прототипа, и, следовательно, расширяется диапазон применения раствора.
Жаростойкий кладочный раствор, характеризуемый физико-механическими характеристиками, указанными в таблице 3, может быть использован для скрепления элементов кладки с температурой применения до плюс 1200°С.
Анализируя данные таблицы 3, можно сделать вывод, что жаростойкий кладочный раствор характеризуется увеличением прочности в четыре раза, что увеличивает срок службы раствора.
Таблица 3
Состав и свойства жаростойкого кладочного раствора
№ п/п
Прочность при сжатии (после обжига до 1000°С), МПа
Песок
Глина кембрийская
Периклазо-хромитовая пыль
Цемент
Силикат-глыба
Вода
прототип
49-51
9-11
19-21
19-21
-
-
2,5
1
48
17
12
5
1,0
17
10,0
2
49
16
11
4,5
0,9
18,6
10,0
3
50
15
10
4
0,8
20,2
10,0