Вяжущее — SU 1201267 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (11) а) 4 С 04 В 28/24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) ВЯЖУЩЕЕ, включающее ортофосфорную кИслоту и наполнитель, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения кислотостойкости при 100 С и электропроводности при 400-500 С, оно содержит в качестве наполнителя карбонитрид титана с удельной поверхностью 20- 26 м 2/т при следующем соотношении компонентов, мас.%:Ортофосфорная кислота 35-45Карбонитрид титанас удельной поверхностью 20-26 м/г 55-652Изобретение относится к жаропрочным, кислотоупорным цементам и может быть использовано в технике высоких температур в различных областях народного хозяйства: в химической промышленности, металлургии, материаловедении.Цель изобретения - увеличение кислотостойкости при 100 С и элекОтропроводности. при 400500 С.Карбонитрид титана представляет собой однофазный твердый раствороторыи обладает0,% - О, 5 ; О, - О,лучшими индивидуальными свойствами карбида (ТС ) и нитрида титана (Т Б) . Для него , например, характерны лучшая пластичность и более высокая элек тропроводно с ть нитрида, но более высокая твердость и кисло тос тойко сть карбида . Однако на основе Н РО и кристаллического к рупнодиспе р сно г о ( Я д, - О , 05О , 1 м / г ) к ар бонитрида титана , обладающего высокой химической устойчив о с тью к жидким агрессивным средам , а также эл ек тропроводнос тью (р =5 О 1 О Ом . см) , нельзя получить-6вяжущее с электроповодящими свойствами даже при большом соотношении Т/Ж=4, так как пористость композиции достигает 30-40 , а удельное электросопротивление Р= 10 Ом;м. Зффект твердения наблюдается только при использовании ультрадисперсного карбонитрида титана, кристаллическая решетка которого находится в активированном состоянии, что обусловливает его повышенную реакционную активность. Степень разложения крупнодисперсного карбонитрида титана, например, в концентрированной НРО в течение 1 ч при кипячении (1-170 С), составляет 0,1-0,5 Х, в то время как ультрадисперсный карбонитрид титана в аналогичных условиях разлагается на 30-40 . Поэтому в вяжущей системе при наличии стестенных условий в результате химического взаимодействия твердое-жидкое образуются новые соединения, представляющие собою аморфные гидрофосфаты титана переменного состава, которые цементируют непрореагировавшие частицы ТСН в монолит, обеспечиваяетем самым уменьшение пористости цемента, возрастание электропроводящих свойств и высокую химическую устойчивость, характерную для крупно- размерных частиц ТхСИ. Таким обра дающего как высокой электропроводностью и химической стойкостью, так и термоцикличностью, и жаростойкостью.Увеличение степени дисперсности карбонитрида титана (до 20-26 м /г) приводит не только к увеличению активности вяжущей системы (положительный фактор), но и сопровождается уменьшением расхода электропроводящего наполнителя, а следовательно,1 О 15 возрастанием, количества жидкостизатворения. Увеличение степени дисперсности до определенного пределаЯ,д.(26 м/г) способствует, крометого, улучшению физико-химическихсвойств цемента. Однако при увеличении Б26 м 2/г удельное электросопротивление цемента возрастает(отрицательный фактор ). Поэтому длясинтеза цемента, обладающего максимально высокими свойствами, необходимо использовать ультрадисперсный 20 25 30карбонитрид титана с удельной поверхностью 20 - 26 м/г, преимущественно20-22 м/г.Изобретение позволяет получатьэлектропроводящий коррозионностойкийцемент при невысоких температурахтепловой обработки.Ранее ультрадисперсный карбонитрид титана для указанных целей неиспользовался.Электропроводящий цемент получают методом пластичного формированияиз теста нормальной густоты следующим образом.Определенное количество (20 г)карбонитрида титана с Я у - 2026 м /г (55-65 ) порционйо затворяют концентрированной ортофосфорной кислотой (й 1,70)до полученияпластичной массы.Расходы кислоты составляют 10,8- 50 16,4 г (35-45 мас. ). Массовое соотношение ТхСБ/РО 5 составляет 2,0-3,0,Приготовленную массу укладывают вофторпластовые. формы 10 х 10 х 10 мми подвергают тепловой обработке до 55 300-350 С при скорости подъематемпературы не более 20 град/ч.После достижения заданных температур систему охлаждают до комнатной 012672зом, использование ультрадисперсного карбонитрида титана позволяет осу;ществить твердение вяжущей системы, в то время как конечные свойства затвердевшего цементного камня характеризуются свойствами исходного монолитного карбонитрида титана, облазтемпературы, извлекают образцы-кубикии исследуют физико-химические свойства затвердевшего цемента,2,0 П р и м е р 1 Для получения токолроводящего цемента берут 20 г (65,03) карбонитрида титана (Я , 26 м 2/г), э атворяют путем перемешивания в 10,8 г (357) концентрированной ортофосфорной кислоты (й 1,70) до получения пластичной массы. Тщательно перемешанную массу в соотношении Т 1 СВ/Р 20 =0,3 укладывают во фторпластовые формы и подвергают термообработке до 300 С со скоростью 20 град/ч.После естественного охлаждения системы образцы озвлекают из форм и исследуют их физико-химические свойства.Удельное электросопротивление цемента,Ом.м 2 10Потери массы образцав водной вытяжке при100 С, ЖПотери массы образцав кислотной вытяжке, 3НС 3 при 20 С 0,01НСВ при 100 С 0,11Н 5 РО 4 при 100 С 0,15Количество термоциклов (500-20 С) 10Рабочая темпера-тура, С 6001201267 0 15 20 30 4Остальные примеры характеризу ющие сущность изобретения, представлены в табл. .Из данных табл.видно, что в рассматриваемом температурном интервале 300-350 С (примеры 1 - 6) при соблюдении рекомендуемых соотношений исходных компонентов и дисперсности порошковой составляющей могут быть получены цементы, обладающие высоким комплексом свойств: удельным электросопротивлением р 1 О- 1 О 40 м.м (при 500 С) и р 10 2 Ом.м (при 600 С); кислотостойкостью и термоцикличностью (5-10). Повышение температуры термообработки (пример 7) не приводит к улучшению свойств, а увеличивает энергоэатраты при синтезе цементов.Несоблюденйе оптимальных условий ухудшает свойства цементного камня. Так, например, увеличение удельной поверхности(В ) Т 1 СВ до 30-33 м 2/г (примеры 9 и 10) и снижение температуры термообработки (пример 10) характеризуется возрастанием количества связующего (кислоты) и уменьшением электропроводящих свойств и химической устойчивости.Уменьшение 8 , до 15 м /г (примеры 9 и 10) также неблагоприятно сказывается на свойствах цемента.Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с прототипом представлена в табл. 2.(500-20 С) 5-10 Оптовая цена эа 1 кг, руб.18 Составитель О. МоторинаРедактор Н. Киштулинец Техред А.Бойко Корректор А Тяско Заказ 7921/21 Тираж 604 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5