RU2616199C1 - Composition for heat-resistant composites production - Google Patents
Composition for heat-resistant composites production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616199C1 RU2616199C1 RU2016108684A RU2016108684A RU2616199C1 RU 2616199 C1 RU2616199 C1 RU 2616199C1 RU 2016108684 A RU2016108684 A RU 2016108684A RU 2016108684 A RU2016108684 A RU 2016108684A RU 2616199 C1 RU2616199 C1 RU 2616199C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- composition
- waste
- spent catalyst
- resistant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/36—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing sulfur, sulfides or selenium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/141—Slags
- C04B18/144—Slags from the production of specific metals other than iron or of specific alloys, e.g. ferrochrome slags
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/2084—Thermal shock resistance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) 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 composites (concrete) 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, масс. %: 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].Known compositions for producing porous aggregates (for concrete) based on chemical binders of the following composition, mass. %: water glass - 45-65; sodium chloride - 5-15; waste from 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. Claim 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, включающая следующие компоненты, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; Н3РО4 - 10-15; алюмохромистый отходы травления алюминиевых сплавов с содержанием, мас. %: SiO2 - 7,2; Al2O3 - 68,3; Fe2O3 - 0,94; MgO - 0,7; Cr2O3 - 10,2; СаО - 0,91; R2O - 11,8 - 24-30 /пат. Российской Федерации №2528643, МПК С04В 28/34. Композиция для изготовления жаростойких композитов / Абдрахимова Е.С., Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Репин М.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный аэрокосмический университете имени С.П. Королева. - №2013110158. Заявлено 06.03.2013; опубл. 20.09.2014. Бюл. 26 [2]. Недостатками указанного состава композиции являются относительно низкий предел прочности при сжатии и термостойкость.Closest to the invention is a composition for producing heat-resistant 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; aluminum chromium waste etching aluminum alloys with a content, wt. %: SiO 2 - 7.2; Al 2 O 3 - 68.3; Fe 2 O 3 - 0.94; MgO - 0.7; Cr 2 O 3 - 10.2; CaO - 0.91; R 2 O - 11.8 - 24-30 / US Pat. Russian Federation No. 2528643, IPC С04В 28/34. Composition for the manufacture of heat-resistant composites / Abdrakhimova E.S., Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Repin M.V .; applicant and patent holder Samara State Aerospace University named after S.P. Queen. - No. 2013110158. Stated March 6, 2013; publ. 09/20/2014. Bull. 26 [2]. The disadvantages of this composition are the relatively low tensile strength in compression and heat resistance.
Сущность изобретения - повышение качества жаростойкого композита.The essence of the invention is improving the quality of the heat-resistant composite.
Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкость жаростойких композитов.The technical result of the invention is to increase the compressive strength and heat resistance of heat-resistant composites.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201, щебень из карбонатных пород со средней плотностью зерен 2-2,5 кг/м3, фракции 5-10 мм, Н3РО4 - плотностью не менее 1,69 г/см3 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с размером частиц от 0,1 до 5 мкм, дополнительно вводят шлак от производства ферросилиция, размолотого до прохода через сито 0,14 мм и с содержанием оксидов, мас. %: SiO2 - 49,4; Al2O3 - 6,8; Fe2O3 - 4,4; CaO - 24,5; MgO - 15,1 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, crushed stone from carbonate rocks with an average grain density of 2-2.5 kg / m 3 , fractions of 5-10 mm, N 3 PO 4 with a density of at least 1.69 g / cm 3 and alyumohromistye waste etching of aluminum alloys with a particle size of 0.1 to 5 microns, further administered slag from the production of ferrosilicon, milled to pass through a sieve 0.14 mm and the content of oxides by weight. %: SiO 2 - 49.4; Al 2 O 3 - 6.8; Fe 2 O 3 - 4.4; CaO - 24.5; MgO - 15.1 in the following ratio of components, wt. %:
Шлак от производства ферросилиция образуется при производстве ферросилиция на Актюбинском заводе ферросплавов филиала АО «ТНК Казхром».Ferrosilicon slag is produced during ferrosilicon production at the Aktobe ferroalloy plant of the branch of TNK Kazchrome JSC.
Гранулометрический состав шлака представлен следующими фракциями, %: размером менее 5 мм - 12; 5-20 мм - 28; 20-40 мм - 60.Granulometric composition of the slag is represented by the following fractions,%: size less than 5 mm - 12; 5-20 mm - 28; 20-40 mm - 60.
Минералогический состав шлака представлен следующими основными минералами: аморфной стеклофазой, кварцем (SiO2), пироксеном - Ca(Mg,Fe)[Si2O6]; корундом (Al2O3); эпидотом Са(Al,Fe)3O(OH)[SiO4][Si2O7]; цоизитом (Ca2Al3O)(OH)[SiO4][Si2O7]. Химический состав шлака представлен в таблице 1.The mineralogical composition of the slag is represented by the following basic minerals: amorphous glass phase, quartz (SiO 2) pyroxene - Ca (Mg, Fe) [ Si 2 O 6]; corundum (Al 2 O 3 ); epidote Ca (Al, Fe) 3 O (OH) [SiO 4 ] [Si 2 O 7 ]; zoisite (Ca 2 Al 3 O) (OH) [SiO 4 ] [Si 2 O 7 ]. The chemical composition of the slag is presented in table 1.
Алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов образуются в процессе обработки алюминиевых сплавов металлургических заводов. Из отработанных травильных растворов осаждается осадок, который концентрируется на дне ванны и постепенно кристаллизуется. Шлам этой группы отличается высоким содержанием Al2O3 и может при определенных условиях стать заменителем природного пирофиллита, бокситов и других алюмосодержащих компонентов при производстве жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих размер частиц алюмохромистых отходов травления алюминиевых сплавов от 0,1 до 5 мкм, химический состав представлен в таблице 1.Aluminum-chromium waste from the etching of aluminum alloys is formed during the processing of aluminum alloys in metallurgical plants. From spent pickling solutions, a precipitate precipitates, which concentrates on the bottom of the bath and gradually crystallizes. The slurry of this group is characterized by a high content of Al 2 O 3 and can, under certain conditions, become a substitute for natural pyrophyllite, bauxite and other aluminum-containing components in the production of heat-resistant composites (concrete) based on chemical binders, particle size of aluminum-chromium waste from etching aluminum alloys from 0.1 to 5 microns The chemical composition is presented in table 1.
Для изготовления жаростойких композитов (бетонов) использовались щебень, ортофосфорная кислота (H3PO4) и отработанный катализатор ИМ-2201 согласно требований ГОСТов и ТУ (таблица 2).For the manufacture of heat-resistant composites (concrete), crushed stone, phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and spent catalyst IM-2201 were used in accordance with the requirements of GOST and TU (table 2).
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.A) crushed stone that meets the requirements of GOST G 8267-93 "Crushed stone and gravel from dense rocks for construction work. Specifications "M 600, 800, 1000, with an average grain density of 2.0 to 2.5 kg / m 3 of carbonate rocks, mined in the Samara region, fractions of 5-10 mm.
Б) в качестве связующей использовалась ортофосфорная кислота H3PO4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 261213002110. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н3РО4), не менее 85%, плотность не менее 1,69 г/см3.B) pure orthophosphoric acid H 3 PO 4 was used as a binder according to GOST 6552-80, the norm was pure (h) OKP 261213002110. Mass fraction of orthophosphoric acid (N 3 PO 4 ), at least 85%, density no less than 1.69 g / cm 3 .
В) в заявке, как и в прототипе, использовался отработанный катализатор ИМ-2201 (отходы производства) - ТУ 38.103544-89. Химический состав катализатора представлен в таблице 1.C) in the application, as in the prototype, the spent catalyst IM-2201 (production waste) was used - 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%. Отработанный катализатор использовался как огнеупорный материал.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%. The spent catalyst was used as a refractory material.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких композитов (бетонов) и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя: измельчение шлака от производства ферросилиция до прохода через сито 0,14 мм, 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 composites (concrete) and the manufacture of products and structures from them includes: grinding slag from the production of ferrosilicon to pass through a 0.14 mm sieve, preparing the molding material, molding the 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 композитов (бетонов) на ортофосфорной кислоте с компонентами, представленными в таблице 2 - 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 composites (concrete) on phosphoric acid with the components shown in table 2 - heating to 500 ° C with raising the temperature to 200 ° C at a speed of 60 ° C / h and up to 500 ° C - 150 ° C / h, keeping for 4 hours, cooling with the oven.
В таблице 3 представлены физико-механические показатели жаростойкого композита (бетона).Table 3 presents the physico-mechanical properties of the heat-resistant composite (concrete).
Как видно из таблицы 3, жаростойкий композит (бетон) из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.As can be seen from table 3, the heat-resistant composite (concrete) of the proposed compositions has higher rates of mechanical strength and heat resistance than the prototype.
Полученное техническое решение при использовании шлака от производства ферросилиция позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого композита (бетона).The resulting technical solution when using slag from the production of ferrosilicon can improve the mechanical strength and heat resistance of the heat-resistant composite (concrete).
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого композита (бетона) способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.The use of technogenic raw materials in the preparation of a heat-resistant composite (concrete) contributes to the utilization of industrial waste, environmental protection and the expansion of the raw material base for building materials.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108684A RU2616199C1 (en) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Composition for heat-resistant composites production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108684A RU2616199C1 (en) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Composition for heat-resistant composites production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2616199C1 true RU2616199C1 (en) | 2017-04-13 |
Family
ID=58642806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016108684A RU2616199C1 (en) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Composition for heat-resistant composites production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616199C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1320196A1 (en) * | 1986-01-16 | 1987-06-30 | Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна | Raw mixture for preparing heat-resistance concrete |
US6458423B1 (en) * | 1999-08-03 | 2002-10-01 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
RU2387614C1 (en) * | 2009-01-11 | 2010-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | Ceramic mass for production of acid-resistant ware |
RU2461524C1 (en) * | 2011-07-05 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Concrete mixture |
RU2528643C1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for producing heat-resistant composites |
-
2016
- 2016-03-10 RU RU2016108684A patent/RU2616199C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1320196A1 (en) * | 1986-01-16 | 1987-06-30 | Куйбышевский инженерно-строительный институт им.А.И.Микояна | Raw mixture for preparing heat-resistance concrete |
US6458423B1 (en) * | 1999-08-03 | 2002-10-01 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
RU2387614C1 (en) * | 2009-01-11 | 2010-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | Ceramic mass for production of acid-resistant ware |
RU2461524C1 (en) * | 2011-07-05 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Concrete mixture |
RU2528643C1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for producing heat-resistant composites |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2528643C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
RU2521980C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
CN102491770A (en) | Wear-resisting castable refractory | |
CN102976641A (en) | Micro-expansive moderate-heat Portland cement and production method thereof | |
JP2013527827A5 (en) | ||
RU2521005C1 (en) | Composition for manufacturing heat resistant composites | |
CN111439939A (en) | Low-alkali moderate-heat ordinary portland cement for high-speed rail engineering | |
JP5923104B2 (en) | Early mold release material and method for producing concrete product | |
US20200002215A1 (en) | Amorphous Silica Products and Methods of Producing Amorphous Silica Products | |
RU2616199C1 (en) | Composition for heat-resistant composites production | |
RU2580536C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
RU2626488C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
RU2592927C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
RU2602542C1 (en) | Composition for making heat-resistant composites | |
RU2576067C1 (en) | Composition for production of heat resistant concretes | |
RU2594240C1 (en) | Composition for making heat-resistant composites | |
Xu et al. | Preparation of CaO-Al 2 O 3-SiO 2 system glass from molten blast furnace slag | |
CN108395103B (en) | A kind of volume crystallization alpha cordierite glass-ceramic prepared by using Bayan Obo tailings and fly ash and preparation method thereof | |
CN100398479C (en) | Artificial diopside material and preparation method thereof | |
RU2623387C1 (en) | Composition for producing heat-resistant composites | |
KR101991317B1 (en) | cement clinker composition | |
RU2568203C1 (en) | Composition for manufacture of heat-resistant composites | |
RU2568443C2 (en) | Composition for producing refractory concrete | |
RU2553115C1 (en) | Composition for manufacturing 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: 20180311 |