RU2592927C1 - Composition for producing heat-resistant concrete - Google Patents
Composition for producing heat-resistant concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592927C1 RU2592927C1 RU2015119880/03A RU2015119880A RU2592927C1 RU 2592927 C1 RU2592927 C1 RU 2592927C1 RU 2015119880/03 A RU2015119880/03 A RU 2015119880/03A RU 2015119880 A RU2015119880 A RU 2015119880A RU 2592927 C1 RU2592927 C1 RU 2592927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nepheline
- heat
- composition
- resistant concrete
- sand
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе химических связующих. К химически связующим, применяемых 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 based on chemical binders. Chemically binders used in heat-resistant concrete include water glass, silicate block (a transparent glassy alloy of alkaline silicates - prefabricated water 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. 31.05.20910; 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 / US Pat. 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 .; Applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after academician S.P. Queen. No. 2010122114; declared 05/31/20910; 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 бетонов (композитов), включающая следующие компоненты, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; Н3РО4 - 10-15; шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас. %: SiO2 - 2,5; Al2O3 - 72,18; TiO2 - 10,2; Fe2O3 - 0,30; СаО - 11,4; MgO - 3,3 - 24-30 /пат. Российской Федерации №2521005, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов. / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. №2013102609; заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014; бюл. №18/ [2].Closest to the invention is a composition for producing heat-resistant concrete (composites), comprising the following components, wt. %: spent catalyst IM-2201 - 10-15; crushed stone - 33-40; sand - 10-13; H 3 PO 4 - 10-15; slag from the smelting of ferrotitanium with a content, wt. %: SiO 2 - 2.5; Al 2 O 3 - 72.18; TiO 2 - 10.2; Fe 2 O 3 - 0.30; CaO - 11.4; MgO - 3.3 - 24-30 / US Pat. Russian Federation No. 2521005, IPC С04В 28/34. Composition for the manufacture of heat-resistant composites. / Abdrakhimova E.S., Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Kolpakov A.V .; applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after S.P. Queen. No. 2013102609; declared 01/21/2013; publ. 06/27/2014; bull. No. 18 / [2].
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200°С и низкая термостойкость.The disadvantage of this composition is a relatively low compressive strength after hardening and heating to a temperature of 1200 ° C and low heat resistance.
Задача изобретения - повышение качества жаростойкого бетона (композита).The objective of the invention is to improve the quality of heat-resistant concrete (composite).
Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов (композитов).The technical result of the invention is to increase the compressive strength and heat resistance of heat-resistant concrete (composites).
Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, песок, шлак от выплавки ферротитана и Н3РО4, дополнительно вводят нефелиновый отвальный шлам с содержанием, %: SiO2 - 31,9; Al2O3 - 5,8; Fe2O3 - 4,3; СаО - 55,7; MgO - 1,4; R2O - 1,8 и SO3 - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %:The specified technical result is achieved by the fact that in the known composition, including the spent catalyst IM-2201, sand, slag from the smelting of ferrotitanium and H 3 PO 4 , nepheline dump slurry is additionally introduced with the content,%: SiO 2 - 31.9; Al 2 O 3 - 5.8; Fe 2 O 3 - 4.3; CaO - 55.7; MgO - 1.4; R 2 O - 1.8 and SO 3 - 0.5 in the following ratio of components, wt. %:
Нефелиновый шлам (белитовый) представляет собой пескообразную смесь с выраженными вяжущими свойствами. Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината (ОАО «РУСАЛ Ачинск», Красноярский край) является «хвостовым» продуктом переработки кия-шалтырских нефелинов и известняка Мазульского рудника, получаемым после извлечения глинозема и содопродуктов.Nepheline sludge (belitic) is a sandy mixture with pronounced astringent properties. The nepheline sludge of the Achinsk Alumina Refinery (RUSAL Achinsk OJSC, Krasnoyarsk Territory) is the tail product of the Kiy-Shaltyr nepheline and limestone of the Mazul mine, obtained after the extraction of alumina and soda products.
Сырьевую базу Ачинского глиноземистого комбината (АГК) составляют Кия-Шалтырский нефелиновый рудник (Кемеровская область), где добыча руды ведется открытым способом, и Мазульский известняковый рудник (г. Ачинск). АГК работает по уникальной технологии, разработанной Всероссийским (Всесоюзным) алюминиево-магниевым институтом (ВАМИ). Она основана на использовании метода спекания нефелиновой руды с известняком и последующей гидрохимической переработкой спека. АГК является единственным в мире предприятием, занимающимся промышленной переработкой нефелиновой руды. Химический состав нефелинового отвального шлама приведен в таблице 1.The raw material base of the Achinsk alumina refinery (AGK) is made up of the Kiya-Shaltyrsky nepheline mine (Kemerovo region), where ore is mined by open pit mining, and the Mazulsky limestone mine (Achinsk). AGK works on a unique technology developed by the All-Russian (All-Union) Aluminum-Magnesium Institute (VAMI). It is based on the use of the method of sintering nepheline ore with limestone and subsequent hydrochemical processing of cake. AGK is the only enterprise in the world engaged in the industrial processing of nepheline ore. The chemical composition of nepheline dump slurry is shown in table 1.
Фазово-минералогический состав нефелинового отвального шлама, мас. %: 85 - белит (β-2СаО·SiO2); суммарное содержание примесных фаз - 15%, в том числе: 4 - Са(ОН)2, 3 - СаСО3, 2 - гидрокарбоалюминат (3СаО·Al2O3·СаСО3·11H2O), 2 - гидроалюмосиликат натрия (Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O), 2 - нефелин, 2 - стекло.The phase and mineralogical composition of nepheline dump sludge, wt. %: 85 - Belite (β-2СаО · SiO 2 ); the total content of impurity phases is 15%, including: 4 - Ca (OH) 2 , 3 - CaCO 3 , 2 - hydrocarboaluminate (3CaO · Al 2 O 3 · CaCO 3 · 11H 2 O), 2 - sodium hydroaluminosilicate (Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), 2 - nepheline, 2 - glass.
Наличие в шламах минералов, обладающих гидравлической активностью белита (C2S), и их гидратов предопределяет возможность получения совместно с фосфатными связующими - вяжущих веществ.The presence in the sludge of minerals with the hydraulic activity of belite (C 2 S) and their hydrates determines the possibility of obtaining binders - phosphates together with phosphate binders.
Гранулометрический состав нефелинового шлама представлен в таблице 2.The particle size distribution of nepheline sludge is presented in table 2.
Для изготовления жаростойких бетонов использовались:For the manufacture of heat-resistant concrete, the following were used:
а) 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;a) sand that meets the requirements of GOST 8736-93 “Sand for construction work. Technical conditions. " River sand, mined in the Samara region, had the following indicators: average density in the dry state - 1.5 kg / m 3 ; the content of silty, dusty and clay particles is not more than 0.7% by weight; the true density of river sand is 2.65 g / cm 3 ; the presence of loam, lumps of clay and other clogging impurities no more than - 0.05%; particle size modulus - 1.68;
б) в качестве алюмосодержащего огнеупорного материала использовался шлак от выплавки ферротитана. Шлак имеют плотную структуру, прочность при сжатии более 100 МПа, огнеупорность выше 1770°С, температуру под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°С. Усредненный химический состав представлен в таблице 1.b) slag from ferrotitanium smelting was used as an aluminum-containing refractory material. Slag has a dense structure, compressive strength of more than 100 MPa, refractoriness above 1770 ° C, temperature under a load of 0.2 MPa above 1700 ° C. The average chemical composition is presented in table 1.
в) 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;c) as a binder - phosphoric acid N 3 PO 4 in its pure form according to GOST 6552-80, norm - pure (h) OKP 26 1213 0021 10. Mass fraction of orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ) not less than 85%, density not less than 1.69 g / cm 3 ;
г) в предложенных составах, как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-21 (отходы производства), отвечающий требованиям - ТУ 38.103544-89. Химический состав катализатора представлен в таблице 1.d) in the proposed compositions, as in the prototype, the spent catalyst IM-21 (production waste) was used that meets the requirements of TU 38.103544-89. The chemical composition of the catalyst are presented in table 1.
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 TU 38.103544-89 spent catalyst IM-2201 should have the following parameters: Appearance powder - gray-green color, a bulk density of 1.0-1.5 g / cm 3; mass fraction of Al 2 O 3 not less than 70%.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких бетонов и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формование 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 speed 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 нефелинового отвального шлама позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона.The resulting technical solution when using nepheline dump slurry can improve the mechanical strength and heat resistance of heat-resistant concrete.
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.The use of technogenic raw materials in the production of 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 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. 31.05.20910; опубл. 20.01.2012. Бюл. №2.1. Pat. 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 .; Applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after academician S.P. Queen. - No. 2010122114. declared 05/31/20910; publ. 01/20/2012. Bull. No. 2.
2. Пат. РФ №2521005, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов. / Абдрахимова Е.С, Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Колпаков А.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева. №2013102609. Заявл. 21.01.2013; опубл. 27.06.2014. Бюл. №18.2. Pat. RF №2521005, IPC С04В 28/34. Composition for the manufacture of heat-resistant composites. / Abdrakhimova E.S., Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Kolpakov A.V .; applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after S.P. Queen. No. 2013102609. Claim 01/21/2013; publ. 06/27/2014. Bull. Number 18.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119880/03A RU2592927C1 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Composition for producing heat-resistant concrete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119880/03A RU2592927C1 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Composition for producing heat-resistant concrete |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2592927C1 true RU2592927C1 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56557121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119880/03A RU2592927C1 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Composition for producing heat-resistant concrete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2592927C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737949C1 (en) * | 2020-06-23 | 2020-12-07 | Руслан Рашидович Ахтямов | Heat-resistant slag-alkaline concrete |
CN113135722A (en) * | 2021-05-14 | 2021-07-20 | 焦作金鑫恒拓新材料股份有限公司 | Self-flowing heat-resistant concrete using reclaimed materials |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU299482A1 (en) * | А. Т. Янковский , В. В. Пивоваров | CONCRETE MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF REFRACTORY | ||
SU1301811A1 (en) * | 1985-11-19 | 1987-04-07 | Государственный Научно-Исследовательский,Проектный И Конструкторский Институт Сплавов И Обработки Цветных Металлов "Гипроцветметобработка" | Refractory compound for lining coreless induction furnaces |
US6458423B1 (en) * | 1999-08-03 | 2002-10-01 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
RU2521244C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for production of heat resistant composites |
RU2521005C1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for manufacturing heat resistant composites |
-
2015
- 2015-05-26 RU RU2015119880/03A patent/RU2592927C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU299482A1 (en) * | А. Т. Янковский , В. В. Пивоваров | CONCRETE MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF REFRACTORY | ||
SU1301811A1 (en) * | 1985-11-19 | 1987-04-07 | Государственный Научно-Исследовательский,Проектный И Конструкторский Институт Сплавов И Обработки Цветных Металлов "Гипроцветметобработка" | Refractory compound for lining coreless induction furnaces |
US6458423B1 (en) * | 1999-08-03 | 2002-10-01 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
RU2521005C1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for manufacturing heat resistant composites |
RU2521244C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for production of heat resistant composites |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737949C1 (en) * | 2020-06-23 | 2020-12-07 | Руслан Рашидович Ахтямов | Heat-resistant slag-alkaline concrete |
CN113135722A (en) * | 2021-05-14 | 2021-07-20 | 焦作金鑫恒拓新材料股份有限公司 | Self-flowing heat-resistant concrete using reclaimed materials |
CN113135722B (en) * | 2021-05-14 | 2023-03-03 | 焦作金鑫恒拓新材料股份有限公司 | Self-flowing heat-resistant concrete using reclaimed materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2528643C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
RU2521980C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
CN102491769A (en) | Composite bonding low-temperature constructional castable refractory | |
WO2015131761A1 (en) | Pyroxene porcelain and preparation method thereof | |
CN102976641A (en) | Micro-expansive moderate-heat Portland cement and production method thereof | |
RU2521005C1 (en) | Composition for manufacturing heat resistant composites | |
CN116589289A (en) | Acid-resistant castable and preparation method thereof | |
CN101671046B (en) | Method for manufacturing high-purity magnesium-aluminum spinel | |
RU2592927C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
Castaldelli et al. | Preliminary studies on the use of sugar cane bagasse ash (SCBA) in the manufacture of alkali activated binders | |
RU2374206C1 (en) | Raw mixture for making ceramic objects | |
CN104944976A (en) | Preparation method of silica insulating refractory bricks | |
RU2580536C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
KR101658887B1 (en) | Method of preparing light weight aggregate using gold mine tail | |
RU2553115C1 (en) | Composition for manufacturing of heat-resistant concretes | |
RU2602542C1 (en) | Composition for making heat-resistant composites | |
KR101179189B1 (en) | Preparation method for C12A7 mineral using rotary kiln | |
US4536216A (en) | Cement for the manufacture of cores and moulds and method for preparing same | |
RU2576067C1 (en) | Composition for production of heat resistant concretes | |
RU2626488C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
CN104860679A (en) | Anti-wear anti-corrosion desulphurization nozzle preparation method | |
RU2571780C1 (en) | Composition for production of heat-resistant concrete | |
RU2524155C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
RU2574438C1 (en) | Composition for production of heat resistant concretes | |
RU2567911C1 (en) | Composition for manufacturing of fireproof concretes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170527 |