RU2626488C1 - Композиция для изготовления жаростойких композитов - Google Patents
Композиция для изготовления жаростойких композитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626488C1 RU2626488C1 RU2016121754A RU2016121754A RU2626488C1 RU 2626488 C1 RU2626488 C1 RU 2626488C1 RU 2016121754 A RU2016121754 A RU 2016121754A RU 2016121754 A RU2016121754 A RU 2016121754A RU 2626488 C1 RU2626488 C1 RU 2626488C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- heat
- composition
- ferrosilicon
- spent catalyst
- 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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/22—Glass ; Devitrified glass
- C04B14/24—Glass ; Devitrified glass porous, e.g. foamed glass
-
- 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
- C04B28/34—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 cold phosphate binders
-
- 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
-
- 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)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов, которая достигается добавлением в композицию микрокремнезем от производства ферросилиция при следующем соотношении компонентов, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 10-15; щебень фракции 5-10 мм 33-40; Н3РО4 10-15; алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30; микрокремнезем от производства ферросилиция 10-13. Технический результат - повышение механической прочности и термостойкости жаростойкого композита (бетона), утилизация промышленных отходов, охрана окружающей среды, расширение сырьевой базы для строительных материалов. 3 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 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 связующие.
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 (патент 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 предлагаемому изобретению является композиция для получения жаростойких композитов, включающая следующие компоненты, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15; щебень - 33-40; песок - 10-13; H3PO4 - 10-15; алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов с содержанием, мас. %: SiO2 - 7,2; Al2O3 - 68,3; Fe2O3 - 1,4; MgO - 0,7; Cr2O3 - 10,2; R2O - 11,8-24-30 (патент 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 университет имени академика С.П. Королева. - №2013110158. заявл. 06.03.2013; опубл. 20.09.2014. Бюл. №26 [2]).
Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии и 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 фракции 5-10 мм, Н3РО4 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов, дополнительно вводят микрокремнезем от производства ферросилиция со среднем размером частиц не более 0,25 мм и с содержанием оксидов, мас. %: SiO2 - 97,8; СаО - 1,3; MgO - 0,4; R2O - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| отработанный катализатор ИМ-2201 | 10-15 |
| щебень фракции 5-10 мм 33-40 Н3РО4 | 10-15 |
| алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов | 24-30 |
| микрокремнезем от производства ферросилиция | 10-13 |
Микрокремнезем является техногенным сырьевым материалом от производства ферросилиция. Удельная поверхность микрокремнезема находится в пределах от 40000 до 60000 см2/г, средний размер частиц не более 0,25 мкм (25⋅10-8 м). Микрокремнезем имеет низкий ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) - 0,5⋅10-6°С-1, что повысит термостойкость жаростойких композитов.
Микрокремнезем от производства ферросилиция представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемой в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния аморфной модификации. Химический состав микрокремнезема от производства ферросилиция представлен в таблице 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.
Для изготовления жаростойких композитов (бетонов) использовались щебень, ортофосфорная кислота (Н3РО4) и отработанный катализатор ИМ-2101 согласно требованиям ГОСТов и ТУ (таблица 2).
А) щебень, отвечающий требованиям ГОСТа 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;
Б) в качестве связующей использовалась ортофосфорная кислота 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/см 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. Согласно ТУ38. 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.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Технологический процесс производства бесцементных жаростойких композитов (бетонов) и изготовления изделий и конструкций из них включает в себя приготовление формовочной массы, формирование 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 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.
В таблице 3 представлены физико-механические показатели жаростойкого композита (бетона).
Как видно из таблицы 3, жаростойкий композит (бетон) из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании микрокремнезема от производства ферросилиция позволяет повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого композита (бетона).
Использование техногенного сырья при получении жаростойкого композита (бетона) способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для строительных материалов.
Источники информации
1. Патент 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. Патент 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 университет имени академика С.П. Королева. - №2013110158. заявл. 06.03.2013; опубл. 20.09.2014. Бюл. №26.
Claims (2)
- Композиция для изготовления жаростойких композитов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, щебень фракции 5-10 мм, Н3РО4 и алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит микрокремнезем от производства ферросилиция со среднем размером частиц не более 0,25 мм и с содержанием оксидов, мас. %: SiO2 - 97,8; СаО - 1,3; MgO - 0,4; R2O - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 щебень фракции 5-10 мм 33-40 Н3РО4 10-15 алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 24-30 микрокремнезем от производства ферросилиция 10-13
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016121754A RU2626488C1 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016121754A RU2626488C1 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2626488C1 true RU2626488C1 (ru) | 2017-07-28 |
Family
ID=59632323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016121754A RU2626488C1 (ru) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2626488C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714175C1 (ru) * | 2019-02-04 | 2020-02-12 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Композиция для изготовления жаростойких поризованных композитов |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783799B1 (en) * | 1999-08-03 | 2004-08-31 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
| RU2528643C1 (ru) * | 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) | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
| RU2567911C1 (ru) * | 2014-04-23 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |
| RU2576067C1 (ru) * | 2015-01-26 | 2016-02-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |
| RU2580536C1 (ru) * | 2015-01-29 | 2016-04-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |
-
2016
- 2016-06-01 RU RU2016121754A patent/RU2626488C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783799B1 (en) * | 1999-08-03 | 2004-08-31 | David M. Goodson | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
| RU2528643C1 (ru) * | 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) | Композиция для изготовления жаростойких композитов |
| RU2567911C1 (ru) * | 2014-04-23 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |
| RU2576067C1 (ru) * | 2015-01-26 | 2016-02-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |
| RU2580536C1 (ru) * | 2015-01-29 | 2016-04-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714175C1 (ru) * | 2019-02-04 | 2020-02-12 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Композиция для изготовления жаростойких поризованных композитов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2528643C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2521980C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| Abyzov | Lightweight refractory concrete based on aluminum-magnesium-phosphate binder | |
| RU2521005C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| JP2013189322A (ja) | 珪石質キャスタブル耐火物及び珪石質プレキャストブロック耐火物 | |
| CN104355630A (zh) | 用于炼铁高炉送风支管的耐磨抗热震内衬及其制备方法 | |
| JP5923104B2 (ja) | 早期脱型材およびコンクリート製品の製造方法 | |
| RU2626488C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| JPH0476345B2 (ru) | ||
| RU2521244C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2580536C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2602542C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2592927C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2576067C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2594240C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| CN108395103B (zh) | 一种利用白云鄂博尾矿和粉煤灰制备的体析晶α堇青石微晶玻璃及其制备方法 | |
| RU2616199C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2668599C1 (ru) | Композиционная керамическая смесь | |
| RU2623387C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2567911C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| Wu et al. | Preparation and properties of the glass‐ceramics from low Ti‐bearing blast furnace slag and waste glass | |
| RU2571780C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2553115C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
| RU2524155C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| RU2575783C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180602 |