RU2567911C1 - Composition for manufacturing of fireproof concretes - Google Patents
Composition for manufacturing of fireproof concretes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2567911C1 RU2567911C1 RU2014116503/03A RU2014116503A RU2567911C1 RU 2567911 C1 RU2567911 C1 RU 2567911C1 RU 2014116503/03 A RU2014116503/03 A RU 2014116503/03A RU 2014116503 A RU2014116503 A RU 2014116503A RU 2567911 C1 RU2567911 C1 RU 2567911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- composition
- alloys
- concretes
- fireproof
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов (композитов) на основе химических связующих. К химическим связующим, применяемым в жаростойких бетонах, относятся жидкое стекло, силикат-глыба (прозрачный стекловидный сплав щелочных силикатов - полуфабрикат жидкого стекла) и фосфатные связки.The invention relates to the field of building materials, in particular the production of heat-resistant concrete (composites) based on chemical binders. Chemical binders used in heat-resistant concrete include liquid glass, silicate block (a transparent glassy alloy of alkaline silicates - semi-finished liquid glass) and phosphate bonds.
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 обогащения 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].Known compositions for producing porous aggregates (for concrete) based on chemical binders of the following composition, wt.%: Water glass - 45-65; sodium chloride - 5-15; the waste of a mining and processing factory in coal enrichment - 15-20; inter-shale clay formed during the production of oil shale. - 15-20 (Pat. Of the Russian Federation No. 2440312, IPC С04В 14/24. Composition for the production of porous aggregate / Abdrakhimova E.S., Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Kulikov V.A .; the applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after academician SP Korolev No. 2010122114, application 05.31.2010; publ. 01.20.2012. bull. No. 2) [1].
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,65-2,75 МПа.The disadvantage of this composition is the relatively low strength of 2.65-2.75 MPa.
Наиболее близкой к изобретению является композиция для получения жаростойких композитов (бетонов), 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); H3PO4 - 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].Closest to the invention is a composition for producing heat-resistant composites (concrete), comprising the following components, wt.%: Alumina-containing sludge - 10.5-10.53 (220 kg / m 3 ); spent catalyst IM-2201-10.5-10.53 (220 kg / m 3 ); crushed stone - 35.88-35.89 (750 kg / m 3 ); sand - 30.62-30.63 (640 kg / m 3 ); H 3 PO 4 - 12.44-12.45 (260 kg / m 3 ) (Khlystov A.I. Increasing the efficiency of heat-resistant composites through the use of chemical binders / A.I. Khlystov, S.V. Sokolova, A.V. Vlasov // Building materials, equipment, technologies of the XXI century. - 2012. - No. 9. - P.38-42) [2].
Недостатками указанной композиции являются относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°С и низкая термостойкость.The disadvantages of this composition are the relatively low tensile strength after compression after hardening and heating to a temperature of 1200 ° C and low heat resistance.
Сущность изобретения - повышение качества жаростойкого бетона.The essence of the invention is improving the quality of heat-resistant concrete.
Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов.The technical result of the invention is to increase the compressive strength and heat resistance of heat-resistant concrete.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень и Н3РО4, дополнительно вводят доломитовые высевки и шлам, образующийся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра с содержанием, мас.%: SiO2 - 4,5; Al2O3 - 78,5; Fe2O3 - 2,9; СаО - 2,5; MgO - 1,1; R2O - 4,1; п.п.п. - 6,4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that dolomite seedlings and sludge formed as a result of etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions of sodium hydroxide with a content, wt.%, Are additionally introduced into the known composition, including spent catalyst IM-2201, crushed stone and Н 3 РО 4 . : SiO 2 - 4.5; Al 2 O 3 - 78.5; Fe 2 O 3 - 2.9; CaO - 2.5; MgO - 1.1; R 2 O - 4.1; p.p.p. - 6.4, in the following ratio of components, wt.%:
Доломитовые высевки являются отходами Соковского карьера. Оксидный химический состав используемых отходов представлен в таблице 1, а поэлементный в таблице 2. Исследования показали, что из-за низкой твердости зерен доломита (CaMg(СО3)2) он не может использоваться в качестве мелкого заполнителя для обычных бетонов. Поэтому для получения жаростойких композитов был принят химический способ связывания доломитсодержащих отходов за счет применения фосфатных затворителей.Dolomite seeding is a waste of the Sokovsky quarry. The oxide chemical composition of the waste used is presented in table 1, and the element composition in table 2. Studies have shown that due to the low hardness of dolomite grains (CaMg (СО 3 ) 2 ), it cannot be used as a fine aggregate for ordinary concrete. Therefore, to obtain heat-resistant composites, a chemical method was adopted for binding dolomite-containing wastes through the use of phosphate coater.
Алюминий и его сплавы чаще всего травят в растворе, содержащем 50-150 г/л едкого натрия, нагретом до 50-70°С. Продолжительность травления в зависимости от состояния поверхности и концентрации едкого натрия составляет 0,5-1,5 мин. Травление алюминия и его сплавов связано с уменьшением начальных размеров деталей, что особенно следует учитывать при обработке плакированных деталей и деталей, имеющих жесткие допуски. В последнем случае травление производят в растворах с меньшей концентрацией едкого натрия.Aluminum and its alloys are most often etched in a solution containing 50-150 g / l sodium hydroxide, heated to 50-70 ° C. The etching time, depending on the state of the surface and the concentration of sodium hydroxide, is 0.5-1.5 minutes. The etching of aluminum and its alloys is associated with a decrease in the initial dimensions of the parts, which should be especially taken into account when processing clad parts and parts with tight tolerances. In the latter case, etching is carried out in solutions with a lower concentration of sodium hydroxide.
Химический оксидный состав шлама, образующегося в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра, представлен в таблице 1, а поэлементный в таблице 2.The chemical oxide composition of the sludge resulting from the etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions of caustic soda is presented in table 1, and the element-wise in table 2.
В результате травления алюминия в едком натрии образуется алюминат натрия и выделяется водород. Алюминий растворяется в едком натре с выделением водорода и формированием составного алюмината, который существует только в щелочном растворе. Происходящая в этом случае реакция может быть записана двумя способами:As a result of etching of aluminum in sodium hydroxide, sodium aluminate is formed and hydrogen is released. Aluminum dissolves in caustic soda with the release of hydrogen and the formation of a composite aluminate, which exists only in an alkaline solution. The reaction taking place in this case can be recorded in two ways:
1. 2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2;1.2Al + 2NaOH + 2H 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 ;
2. 2Al+2OH+6H2O→2(Al(ОН)4)+3Н2.2.2Al + 2OH + 6H 2 O → 2 (Al (OH) 4 ) + 3H 2 .
Интенсивное выделение водорода свидетельствует о быстром растворении алюминия и может служить сигналом для выгрузки деталей из раствора.Intensive hydrogen evolution indicates a rapid dissolution of aluminum and can serve as a signal for unloading parts from the solution.
После регенерации щелочей из отработанных травильных растворов осаждается осадок - глиноземсодержащий шлам, концентрирующийся на дне ванны и постепенно кристаллизующийся. Шлам этой группы отличаются высоким содержанием Al2O3, что способствует при его использовании в составах жаростойких бетонов (композитов) значительному повышению термостойкости. Повышенное содержание в шламе щелочей (R2O=4,1%, таблица 1) позволит снизить температуру обжига жаростойких бетонов и тем самым повысить прочность изделия при относительно невысоких температурах, а высокое содержание п.п.п. снизить его плотность изделий. Отличительной особенностью шлама от обработки алюминия и его сплавов от других отощителей является его высокая степень дисперсности. Положительным следствием высокой дисперсности шлама (9000-10000 см2/г) является большая его пластичность (число пластичности более 10), что позволяет использовать его в производстве жаростойких бетонов в качестве пластификатора.After alkali regeneration from spent pickling solutions, a precipitate is deposited - an alumina-containing sludge that concentrates on the bottom of the bath and gradually crystallizes. The sludge of this group is characterized by a high content of Al 2 O 3 , which contributes to a significant increase in heat resistance when used in compositions of heat-resistant concrete (composites). The increased content in the sludge of alkalis (R 2 O = 4.1%, table 1) will reduce the firing temperature of heat-resistant concrete and thereby increase the strength of the product at relatively low temperatures, and a high percentage of pp reduce its density of products. A distinctive feature of the sludge from the processing of aluminum and its alloys from other cleaners is its high degree of dispersion. A positive consequence of the high dispersion of the sludge (9000-10000 cm 2 / g) is its great plasticity (plasticity number more than 10), which allows it to be used in the manufacture of heat-resistant concrete as a plasticizer.
Алюмохромистый отход с Новокуйбышевского нефтехимкомбината и шламы, образующиеся в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра, использовались в роли корректирующих добавок.Aluminochromic waste from the Novokuybyshevsk Petrochemical Plant and sludges resulting from the etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions of caustic soda were used as corrective additives.
Для изготовления жаростойких бетонов использовался щебень, отвечающий требованиям ГОСТа Г 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» М600, 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.For the manufacture of heat-resistant concrete, crushed stone was used that meets the requirements of GOST G 8267-93 “Crushed stone and gravel from dense rocks for construction work. Specifications "M600, 800-1000, with an average grain density of 2.0 to 2.5 kg / m 3 from carbonate rocks, mined in the Samara region, fractions of 5-10 mm.
Для изготовления жаростойких бетонов использовались в качестве связующей ортофосфорная кислота Н3РО4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н3РО4) не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см3.For the manufacture of heat-resistant concrete, phosphoric acid N 3 PO 4 was used as a binder in pure form according to GOST 6552-80, the norm was pure (parts) OKP 26 1213 0021 10. Mass fraction of orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ) not less than 85% , a density of not less than 1.69 g / cm 3 .
В предложенных составах использовался отработанный катализатор ИМ-2201 (отходы производства), отвечающий требованиям - ТУ 38.103544-89. Химические составы катализатора представлены в таблицах 1 и 2.The proposed compositions used the spent catalyst IM-2201 (production waste) that meets the requirements of TU 38.103544-89. The chemical compositions of the catalyst are presented in tables 1 and 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 Al2O3 не менее 70%.According to TU 38.103544-89 spent catalyst IM-2201 must have the following indicators: the appearance of the powder is gray-green in color, bulk density is 1.0-1.5 g / cm 3 ; mass fraction of Al 2 O 3 not less than 70%.
Твердение происходит в результате химического взаимодействия ортофосфорной кислоты с наполнителем, особенно с тонкомолотой ее частью, и последующих реакций полимеризации и поликонденсации, которые усиливаются по мере сушки и нагревания бетона.Hardening occurs as a result of chemical interaction of phosphoric acid with a filler, especially with a finely ground part thereof, and subsequent polymerization and polycondensation reactions, which intensify as the concrete is dried and heated.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Технологический процесс производства бесцементных жаростойких бетонов и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формования изделий и термообработку.Information confirming the possibility of carrying out the invention The technological process for the production of cementless heat-resistant concrete and the manufacture of products and structures from them includes the preparation of molding materials, molding of products and heat treatment.
Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие бетоны требуют особую термообработку.It should be noted that for their hardening and a set of brand strength, heat-resistant concrete requires special heat treatment.
Для 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.For phosphoric acid concrete with the components shown in table 3, heating to 500 ° C with a temperature rise of 200 ° C at a rate of 60 ° C / h and up to 500 ° C - 150 ° C / h, keeping for 4 hours cooling along with the oven.
В таблице 4 представлены физико-механические показатели жаростойкого бетона.Table 4 presents the physical and mechanical properties of heat-resistant concrete.
Как видно из таблицы 4, жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.As can be seen from table 4, heat-resistant concrete from the proposed compositions has higher rates of mechanical strength and heat resistance than the prototype.
Полученное техническое решение при использовании доломитовых высевок и шлама, образующегося в результате травления алюминия и его сплавов концентрированными растворами едкого натра, позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.The resulting technical solution when using dolomite seedlings and sludge formed as a result of etching of aluminum and its alloys with concentrated solutions of caustic soda, improves the mechanical strength and heat resistance of heat-resistant concrete.
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для строительных материалов.The use of technogenic raw materials in obtaining heat-resistant concrete contributes to the utilization of industrial waste, environmental protection, and the expansion of the raw material base for building materials.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Пат. Российской Федерации №2440312, МПК C04B 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. Заявлено 31.05.2010; опубликовано 20.01.2012. Бюл. №2.1. Pat. Russian Federation No. 2440312, IPC C04B 14/24. Composition for the production of porous aggregate / Abdrakhimova E.S., Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Kulikov V.A .; Applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after academician S.P. Queen. No.2010122114. Announced on 05/31/2010; published on January 20, 2012. Bull. No. 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. 38-42.2. Khlystov A.I. Improving the efficiency of heat-resistant composites through the use of chemical binders / A.I. Khlystov, S.V. Sokolova, A.V. Vlasov // Building materials, equipment, technologies of the XXI century. 2012. No9. S. 38-42.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014116503/03A RU2567911C1 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Composition for manufacturing of fireproof concretes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014116503/03A RU2567911C1 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Composition for manufacturing of fireproof concretes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014116503A RU2014116503A (en) | 2015-10-27 |
RU2567911C1 true RU2567911C1 (en) | 2015-11-10 |
Family
ID=54362693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014116503/03A RU2567911C1 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Composition for manufacturing of fireproof concretes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2567911C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626488C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-07-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Composition for producing heat-resistant composites |
-
2014
- 2014-04-23 RU RU2014116503/03A patent/RU2567911C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
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 - 42SU 1320196 А1, 30.06.1987SU 1286577 А1, 30.01.1987SU 1578107 А1, 15.07.1990RU 2265780 С2, 10.12.2005RU 2033404 С1, 20.04.1995US 6783799 B1, 31.08.2004 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626488C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-07-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Composition for producing heat-resistant composites |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014116503A (en) | 2015-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2528643C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
RU2521980C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
CN105060792A (en) | Low-dosage steel fiber modified powder concrete | |
CN101423414B (en) | High temperature and creep resistance corundum-mullite load bearing board and preparation method thereof | |
KR20100051596A (en) | Azs refractory composition | |
CN101891485A (en) | Pouring material for steel ladle | |
CN102503460A (en) | Phosphate bonded castable adopting composite hardening accelerator | |
KR102321696B1 (en) | Composite comprising a mineral wool comprising a sugar | |
Castaldelli et al. | Preliminary studies on the use of sugar cane bagasse ash (SCBA) in the manufacture of alkali activated binders | |
RU2567911C1 (en) | Composition for manufacturing of fireproof concretes | |
CN101671046A (en) | Production method of high-purity magnesium aluminate spinel | |
KR20150134592A (en) | An inorganic ceramic foam composition which can be cured at normal temperature and method of preparing the same. | |
RU2553115C1 (en) | Composition for manufacturing of heat-resistant concretes | |
RU2592927C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
US20050116395A1 (en) | Method for aluminum residue ash recycling utilization | |
RU2521244C1 (en) | Composition for production of heat resistant composites | |
RU2558567C1 (en) | Composition for manufacturing heat-resistant concretes | |
KR101658887B1 (en) | Method of preparing light weight aggregate using gold mine tail | |
RU2580536C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
KR100805730B1 (en) | How to use basic coating material refractory composition for manufacturing clean steel | |
RU2576067C1 (en) | Composition for production of heat resistant concretes | |
KR101991317B1 (en) | cement clinker composition | |
RU2602542C1 (en) | Composition for making heat-resistant composites | |
RU2580866C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
RU2626488C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160424 |