[go: up one dir, main page]

RU2526090C1 - Композиция для изготовления жаростойких композитов - Google Patents

Композиция для изготовления жаростойких композитов Download PDF

Info

Publication number
RU2526090C1
RU2526090C1 RU2013108929/03A RU2013108929A RU2526090C1 RU 2526090 C1 RU2526090 C1 RU 2526090C1 RU 2013108929/03 A RU2013108929/03 A RU 2013108929/03A RU 2013108929 A RU2013108929 A RU 2013108929A RU 2526090 C1 RU2526090 C1 RU 2526090C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
composition
resistant composites
resistant
sand
Prior art date
Application number
RU2013108929/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013108929A (ru
Inventor
Елена Сергеевна Абдрахимова
Ирина Юрьевна Рощупкина
Владимир Закирович Абдрахимов
Александр Викторович Колпаков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет" (СГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет" (СГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет" (СГАУ)
Priority to RU2013108929/03A priority Critical patent/RU2526090C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2526090C1 publication Critical patent/RU2526090C1/ru
Publication of RU2013108929A publication Critical patent/RU2013108929A/ru

Links

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Композиция для изготовления жаростойких композитов содержит, мас.%: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15, щебень 33-40, песок 10-13, Н3РO4 10-15, алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, с содержанием, мас.%: SiO2 - 2,5, Al2O3 - 64,4, Fe2O3 - 1,1, CaO - 4,4, MgO - 4,2, R2O - 17,2, п.п.п. - 5,3 24-30. Технический результат - повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов. 4 табл.

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. К химически связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыбу (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.
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 обогащении 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].
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,65-2,75 МПа.
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); Н3РО4 - 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].
Недостатком указанного состава керамической массы являются относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°С и низкая термостойкость.
Сущность изобретения - повышение качества жаростойкого композита.
Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень, песок и H3PO4, дополнительно вводят алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием, мас.%: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 64,4; Fe2O3 - 1,1; CaO - 4,4; MgO - 4,2; R2O - 17,2; п.п.п. - 5,3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
отработанный катализатор ИМ-2201 10-15
щебень 33-40
песок 10-13
Н3РО4 10-15
алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков
производств этил- и изопропилбензола, с содержанием, мас.%:
SiO2 - 2,5; Al2O3 - 64,4; Fe2O3 - 1,1; CaO - 4,4; MgO - 4,2;
R2O - 17,2; п.п.п.- 5,3 24-30
Алюмосодержащий шлам образуется в химической промышленности при очистки стоков производств этил- и изопропилбензола от остаточного хлористого алюминия, используемого в технологическом процессе как катализатор, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола. Сточные воды вследствие гидролиза AlCl3 носят кислый характер (рН - 2÷3) и нейтрализуется известковым молоком (рН - 8,5-9,5).
Шлам после осаждения направляется на обезвоживания на фильтр-пресс и далее на утилизацию.
Химический оксидный состав шламов представлен в таблице 1, а поэлементный в таблице 2.
Таблица 1
Химические составы алюмосодержащих отходов производств
Компонент Содержание оксидов, мас.%
SiO2 Al2O3 Fe2O CaO MgO Cr2O3 R2O П.п.п
1. Алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола 2,5 64,4 1,1 4,4 4,2 17,2 5,3
2. Отработанный катализатор ИМ-2201 7,90 74,5 0,15 - 0,10 14,8 1,57 -
Таблица 2
Поэлементный химический состав компонентов
Компонент Концентрация, мас.%
0 Al Mg Na Ca Fe Si Cr
1. Алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола 66,63 22,47 0,7 8,2 0,8 0,2 1,08 -
Катализатор ИМ-2201 60,74 26,58 - 2,81 - - 2,82 8,1
Имея повышенное содержание оксида алюминия и оксидов натрия, алюмощелочной шлам способствует повышению прочности и спеканию жаростойких композитов. Отличительной особенностью алюмощелочного шлама является высокая степень дисперсности. По этому признаку он не имеет себе равных среди порошкообразных материалов, получаемых механическим измельчением. Высокая степень дисперсности (10000-12000 см2/г) придает шламу устойчивую коагуляционную структуру, типичную для всех гелей и высокую пластичность (более 12).
Используемые в настоящей работе шламовые отходы отличаются от высокодисперсных порошкообразных материалов природного и техногенного происхождения наноразмерностью, которая находится в пределах от 80 до 3000 нм и зависит от условий образования. Исследования образцов шламов с целью определения размерности его частиц были приведены методом малоуглового рассеяния нейтронов на дифрактометре «Мембрана-2».
Эффект от внедрения наноразмерных частиц принципиально выражается в том, что в системе появляется не только дополнительная граница раздела, но и носитель квантово-механических проявлений. Присутствие в системе наноразмерных частиц способствует увеличению объема адсорбционно и хемосорбционно связываемой ими воды и уменьшению объема капиллярно-связанной и свободной воды, что приводит к повышению пластичности керамической массы и прочностных показателей.
Для изготовления жаростойких композитов использовались: щебень и песок, которые применяются в бетонах и жаростойких композитах, согласно требованиям ГОСТов.
А) щебень, отвечающий требованиям ГОСТа Г 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;
Б) песок, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия» Песок речной, добываемый в Самарской области, имел следующие показатели: средняя плотность в сухом состоянии - 1,5 кг/м3; содержание илистых, пылевидных и глинистых частиц не более - 0,7% по массе; истинная плотность песка речного - 2,65 г/см3; наличие суглинка, комков глины и прочих засоряющих примесей не более - 0,05%; модуль крупности - 1,68. Обычно в составах жаростойких бетонов содержание щебня и песка доходит до 60% и более. В предлагаемых составах максимальное содержание данных природных инертных материалов составляет не более 50% и до 39% - отходы производств (таблица 3).
Таблица 3
Составы для получения жаростойких бетонов
Компоненты Содержание компонентов, мас.%
1 2 3
Отработанный катализатор ИМ-2201
согласно ТУ 38.103544-89, насыпная плотность 1,0-1,5 г/см3
10 12 15
Щебень ГОСТ 8267-93. М800, плотность 2,2 кг/м3 40 38 33
Песок ГОСТ 8736-93, модуль крупности - 1,68, средняя плотность - 1,5 кг/м3 10 11 13
Ортофосфорная кислота H3PO4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты (H3PO4) не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см3 10 12 15
Алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола 30 27 24
Для изготовления жаростойких композитов использовалась в качестве связующей ортофосфорная кислота H3PO4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты (H3PO4) не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см3.
В заявке, как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства) - ТУ 38.103544-89. Химические составы катализатора: оксидный и поэлементный представлены в таблицах 1 и 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 Al2О3 не менее 70%.
Отработанный катализатор использовался как огнеупорный материал.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких композитов (бетонов) и изготовления изделий и конструкции из них включает в себя приготовление формовочной массы, формование изделий и термообработку.
Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие композиты (бетоны) требуют особую термообработку.
Для композитов (бетонов) 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.
В таблице 4 представлены физико-механические показатели жаростойкого композита (бетона).
Таблица 4
Физико-механические показатели жаростойкого композита (бетона), после твердения и нагревания до температуры 1200°С
Показатели Составы Прототип
1 2 3
Термостойкость, °С 30 32 33 29
Механическая прочность на сжатие, МПа 46,8 47,9 48,2 46
Огнеупорность, °С 1420 1460 1450 -
Температура под нагрузкой 0,2 МПа, °С. 1360 1380 1370 -
Как видно из таблицы 4, жаростойкий композит (бетон) из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании алюмосодержащих шламов, полученных при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого композита (бетона).
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для строительных материалов.
Источники информации
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.
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.

Claims (1)

  1. Композиция для изготовления жаростойких композитов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень, песок и Н3РO4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием, мас.%: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 64,4; Fe2O3 - 1,1; CaO - 4,4; MgO - 4,2; R2O - 17,2; п.п.п. - 5,3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 щебень 33-40 песок 10-13 H3PO4 10-15 алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, с содержанием, мас.%: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 64,4; Fe2O3 - 1,1; CaO - 4,4; MgO - 4,2; R2O - 17,2; п.п.п. - 5,3 24-30
RU2013108929/03A 2013-02-27 2013-02-27 Композиция для изготовления жаростойких композитов RU2526090C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013108929/03A RU2526090C1 (ru) 2013-02-27 2013-02-27 Композиция для изготовления жаростойких композитов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013108929/03A RU2526090C1 (ru) 2013-02-27 2013-02-27 Композиция для изготовления жаростойких композитов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2526090C1 true RU2526090C1 (ru) 2014-08-20
RU2013108929A RU2013108929A (ru) 2014-09-10

Family

ID=51384739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013108929/03A RU2526090C1 (ru) 2013-02-27 2013-02-27 Композиция для изготовления жаростойких композитов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2526090C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1286577A1 (ru) * 1985-08-27 1987-01-30 Центральный Научно-Исследовательский Институт Строительных Конструкций Им.В.А.Кучеренко Сырьева смесь дл изготовлени теплоизол ционных изделий
SU1320196A1 (ru) * 1986-01-16 1987-06-30 Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна Сырьева смесь дл приготовлени жаростойкого бетона
SU1578107A1 (ru) * 1987-08-26 1990-07-15 Всесоюзный Институт Огнеупоров Огнеупорна масса
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 (ru) * 2004-01-26 2005-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СамГАСУ) Способ ремонта футеровки тепловых агрегатов жаростойким бетоном
RU2388722C1 (ru) * 2008-11-18 2010-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Керамическая масса для изготовления керамического кирпича

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1286577A1 (ru) * 1985-08-27 1987-01-30 Центральный Научно-Исследовательский Институт Строительных Конструкций Им.В.А.Кучеренко Сырьева смесь дл изготовлени теплоизол ционных изделий
SU1320196A1 (ru) * 1986-01-16 1987-06-30 Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна Сырьева смесь дл приготовлени жаростойкого бетона
SU1578107A1 (ru) * 1987-08-26 1990-07-15 Всесоюзный Институт Огнеупоров Огнеупорна масса
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 (ru) * 2004-01-26 2005-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СамГАСУ) Способ ремонта футеровки тепловых агрегатов жаростойким бетоном
RU2388722C1 (ru) * 2008-11-18 2010-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Керамическая масса для изготовления керамического кирпича

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013108929A (ru) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528643C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
Bernardo et al. Glass–ceramics from vitrified sewage sludge pyrolysis residues and recycled glasses
Lancellotti et al. Incinerator bottom ash and ladle slag for geopolymers preparation
RU2521980C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
CN114174227B (zh) 从铁矿石选矿过程中产生的砂性尾矿获取粉状硅酸钠的方法
KR20090007462A (ko) 용융 구체 코런덤에 기재한 연마 입자
EP2307315B1 (de) Hochtonerdehaltiger rohstoff und verfahren zu seiner herstellung
RU2521005C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
EP2796435A1 (en) Dry mixture for producing cellular fibre-reinforced concrete
EP4149910B1 (de) Trockenstoffgemisch für einen versatz, vorzugsweise feuerbetonversatz, zur herstellung eines grobkeramischen feuerfesten, nicht-basischen erzeugnisses, feuerbetonversatz und derartiges erzeugnis sowie verfahren zu seiner herstellung, zustellung und industrieofen, rinnentransportsystem oder mobiles transportgefäss
RU2374206C1 (ru) Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий
KR20160059310A (ko) 폐 소화기의 소화분말을 이용한 시멘트 조성물, 모르타르 및 콘크리트 제조방법
KR101964801B1 (ko) 레드머드 세라믹 및 이의 제조방법
RU2526090C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
CN100427429C (zh) 尖晶石系复合氧化物烧制体及其制造方法
RU2521244C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
Lu et al. Influence of different reinforcements on toughening and strengthening of sintered stoneware from modified marble powder
CN106220210B (zh) 基于聚氯化铝废渣的陶瓷纤维隔热材料及其制备方法
RU2592927C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2580536C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
KR101658887B1 (ko) 금광미를 이용한 경량골재 제조 방법
HUP0300503A2 (hu) Brikettek, alkalmazásuk ásványi rost gyártásában és eljárás gyártásukra
RU2327668C1 (ru) Сырьевая смесь для получения керамических изделий
RU2553115C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких бетонов
RU2524155C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150228