Композиция для изготовления жаростойких бетонов

(51) 04 14/24 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ фосфорной кислоты и отработанного катализатора карбонатсодержащий отход производства щебня,алюмокальциевый шлам и шлам щелочного травления алюминия и его сплавов с содержанием,мас.2- 1,8 23 - 48,8 23 - 1,2- 1,3- 2,5 2 - 9,9 п.п.п. 34,5 при следующем соотношении компонентов, мас.отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 карбонатсодержащий отход производства щебня 33-40 алюмокальциевый шлам 10-13 Н 3 РО 4 10-15 шлам щелочного травления алюминия и его сплавов с содержанием, ма.2- 1,8 23 48,8 2 О 3 - 1,2 СаО - 1,3- 2,5 2 - 9,9 п.п.п. 34,5 24-30 Полученное техническое решение при использовании шлама щелочного травления алюминия и его сплавов карбонатсодержащий отход производства щебня и алюмокальциевого шлама позволяет значительно повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона. Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.(72) Кайракбаев Аят КрымовичАбдрахимов Владимир Закирович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Международное высшее учебное заведение Казахско-Русский Международный университет (ТОО МВУЗ КРМУ)(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ(57) Изобретение относится к области строительных материалов,в частности к производству жаростойких 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. Техническим результатом изобретения являются повышения предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов, которые достигаются добавлением в композицию на основе 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-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, ма.жидкое стекло - 45-65 хлорид натрия - 5-15 отход горнообогатительной фабрики при обогащения угля - 1520 межсланцевая глина, образующаяся при добыче горючих сланцев -15-20 /пат. Российской Федерации 2440312, МПК С 04 В 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. Недостатком указанного состава композиции является относительно низкая прочность 2,652,75 МПа. 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 Н 3 Р 4 - 10-15 шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, ма.2- 2,5 А 23 -72,18 Т 2 - 10,2 23 - 0,30- 11,4- 3,3 - 24-30 /пат Российской Федерации 2521005,МПК С 04 В 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 Недостатком указанного состава композиции является относительно низкий предел прочности при сжатии после твердения и нагревания до температуры 1200 С и низкая термостойкость. Задача изобретения - повышение качества жаростойкого бетона (композита). Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов (композитов). Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию, включающую отработанный катализатор ИМ-2201 и Н 3 РО 4,дополнительно вводят карбонатсодержай отход производства щебня, алюмокальциевый шлам и шлам щелочного травления алюминия и его сплавов с содержанием, ма.2- 1,8 23 - 48,8 23 - 1,2- 1,3- 2,5 2 - 9,9 п.п.п. 34,5 при следующем соотношении компонентов,ма.отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 карбонатсодержащий отход производства щебня 33-40 алюмокальциевый шлам 10-13 Н 3 РО 4 10-15 шлам щелочного травления алюминия и его сплавов с содержанием, ма.2- 1,8 А 2 О 3 - 48,8 23 - 1,2- 1,3- 2,5 2 - 9,9 п.п.п. 34,5 24-30 На Самарском металлургическом заводе,побочными продуктами производства являются шламы - высокодисперсные продукты. На данном предприятии техногенные отходы в основном представлены 1) шламом щелочного травления алюминия и его сплавов (алюмощелочной), образуется в результате травления алюминиевой ленты щелочью 2) алюмокальциевым шламом, представляющим собой смесь первых двух. Шламы (два три шлама) представляют собой высокодисперсные гомогенные смеси. Удельная поверхность их составляет (10-12)103 см 2/г, 80 их состава приходится на частицы размером менее 100 мкм, также присутствуют частицы с более тонкой дисперсией - 20-80 нм. Такая тонкость компонентов является особо ценным свойством шламовых отходов,так как обеспечивает повышенную гомогенизацию фосфатных связок в процессе их синтезирования. Огнеупорные изделия на базе синтезированных фосфатных связок,возможно, применять практически в любых элементах футеровки в виде торкрет - масс,штучных блоков, различных обмазок, как связующее в элементах кладки. Рабочая температура таких огнеупоров в зависимости от состава варьируется от 1600 до 1700 С, химический состав используемых компонентов приведен в таблице 1. Карбонатсодержащий отход является отходом Сокского карьера. ЗАО Сокское карьероуправление - одно из крупнейших предприятий-производителей строительных материалов России. С 2005 года Сокское карьероуправление входит в группу компаний. Продукция предприятия - щебень, песчано-щебеночные смеси,песок - отгружается на крупнейшие стройки Самарской области. Минералогический состав карбонатсодержащего отхода щебня представлен следующими минералами, ма.,кварц (2) -1,5 карбонат кальция (СаСО 3) -64,5 карбонат магния(3) -34,0. Для изготовления жаростойких бетонов(композитов) использовалась в качестве связующей ортофосфорная кислота Н 3 Р 4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты(Н 3 Р 4), не менее 85, плотность не менее 1,69 г/см 3. 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. Таблица 1 Химические составы отходов производств Компонент 1. Шлам щелочного травления алюминия и его сплавов 2. Карбонатсодержащий отход производства щебня 3. Алюмокальцевый шлам 4. Отработанный катализатор ИМ-2201 Согласно ТУ 38.103544-89 отработанный катализатор ИМ-2201 должен иметь следующие показатели внешний вид порошка - серо-зеленого Составы для получения жаростойких бетонов Компоненты(отход производства) - ТУ 38.103544-89 2. Карбонатсодержащий отход производства щебня 3. Алюмокальциевый шлам 4. Ортофосфорная кислота Н 3 РО 4 в чистом виде по ГОСТ 6552-80, норма - чистый (ч.) ОКП 26 1213 0021 10. Массовая доля ортофосфорной кислоты (Н 3 РО 4) не менее 85, плотность не менее 1,69 г/см 3 5. Шлам щелочного травления алюминия и его сплавов 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. Следует отметить, что для своего затвердения и набора марочной прочности жаростойкие бетоны требуют особую термообработку. Для 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 бетона. Таблица 3 Физико-механические показатели жаростойкого бетона,после твердения и нагревания до температуры 1200 С Показатели Термостойкость, С Механическая прочность на сжатие, МПа Кислотостойкость,Как видно из таблицы 3 жаростойкий бетон из предложенных составов имеет более высокие показатели по механической прочности и термостойкости, чем прототип. Полученное техническое решение при использовании шлама щелочного травления алюминия и его сплавов карбонатсодержащий отход производства щебня и алюмокальциевого шлама позволяет значительно повысить показатели по механической прочности и термостойкости жаростойкого бетона. Использование техногенного сырья при получении жаростойкого бетона способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201 и Н 3 РО 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбонатсодержащий 3 отход производства щебня, алюмокальциевый шлам и шлам щелочного травления алюминия и его сплавов с содержанием, мас.О 2 -1,8 А 2 О 3 48,8 2 О 3 - 1,2 СаО - 1,3- 2,5 2 О - 9,9 п.п.п. 34,5 при следующем соотношении компонентов, мас. отработанный катализатор ИМ-2201 10-15 карбонатсодержащий отход производства щебня 33-40 алюмокальциевый шлам 10-13 Н 3 РО 4 10-15 шлам щелочного травления алюминия и его сплавов с содержанием, мас. О 2 - 1,8 А 2 О 3 - 48,8 е 2 О 3 - 1,2 СаО - 1,3- 2,5 2 О 9,9 п.п.п. 34,5 24 - 30