耐火混凝土在高溫窯爐的應(yīng)用
發(fā)布時間:2022/6/2 17:31:17
耐火混凝土,又稱之為耐火澆筑料,耐火澆注料,耐火砼,屬于不定形耐火材料,該產(chǎn)品采用骨料、粉料和結(jié)合劑,與普通混凝土的主要區(qū)別在于一個是常溫使用,一個是高溫環(huán)境使用。
硅酸鹽水泥混凝土一般不能承受高溫工作條件,在水化過程中沉淀氫氧化鈣,在高溫下變成氧化鈣;石灰石作為骨料,在高溫下加熱分解,強度受損。普通混凝土只能用于爐基和煙300度以下的低溫部分。耐火混凝土的使用溫度可達900度以上。
耐火混凝土與耐火磚相比的優(yōu)點特性為:
(1)耐火度與同材質(zhì)的耐火磚相差不大,但由于耐火混凝土(澆注料)未經(jīng)燒結(jié),初次加熱時收縮較大,故荷重軟化點比耐火磚略低。
(2)耐火混凝土由于低溫膠結(jié)劑料的作用,常溫耐壓強度較高。同時因為砌體的整體性好,爐子的氣密性好,不易變形,爐子抗機械震動和沖擊的性能比磚的砌體好。例如用于均熱爐的側(cè)墻上部,該處機械磨損和碰撞都比較厲害,壽命比磚砌的以高了數(shù)倍。
(3)熱穩(wěn)定性好,采用的主材料(耐火骨料和粉料)全部是經(jīng)高溫煅燒后的熟料,膨脹與膠結(jié)料的收縮相抵消,故砌體的熱膨脹相對來說比耐火磚小,溫度應(yīng)力也小,而且結(jié)構(gòu)中有各種網(wǎng)狀、針狀、鏈狀的結(jié)晶相?沟蜏囟葢(yīng)力能力強。例如用來澆注均熱爐爐口及爐蓋,壽命延長到一年半。
(4)生產(chǎn)工藝簡單,取消了復(fù)雜的制磚工序。經(jīng)支模、澆注成型、養(yǎng)護、烘烤后即可投入生產(chǎn)使用,可以制成各種預(yù)制塊,并能機械化施工,大大加快了筑爐速度,比砌磚效率提高十多倍。
耐火混凝土分類:
①普通耐火混凝土。所使用的骨料包括高鋁、粘土、硅、堿性材料(鎂砂、鉻鐵礦、白云石等)或特殊材料(碳、碳化硅、鋯英石等)。也可以使用幾種耐火骨料組合。
②保溫耐火混凝土。主要由耐火輕骨料制成。使用的輕骨料包括膨脹珍珠巖、蛭石、陶粒、多孔粘土熟料、空心氧化鋁球等,也可與幾種耐火輕骨料或耐火骨料結(jié)合。
耐火混凝土中使用的膠結(jié)料有高鋁水泥、磷酸鹽膠結(jié)料、水玻璃膠結(jié)料、粘土等。
耐火混凝土的組成包括骨料、粘合劑和外加劑。根據(jù)不同的粘合劑,可分為硅酸鹽水泥耐火混凝土、鋁酸鹽水泥耐火混凝土、水玻璃耐火混凝土、磷酸鹽耐火混凝土、鎂耐火
混凝土和粘土結(jié)合耐火澆筑材料
耐火混凝土的使用溫度取決于骨料和粘合劑的數(shù)量。骨料來源廣泛,常用的有廢耐火磚或燒結(jié)粘土熟料、焦寶石熟料等。對耐火性要求較高的骨料有鋯英石、鉻渣等鉻渣等材料。骨料應(yīng)破碎到一定粒度,并按厚度適當配合。為了提高混凝土的耐剝落性、耐磨性和熱穩(wěn)定性,可以添加耐熱鋼纖維。骨料占耐火混凝土的65%-80%。
在制備耐火混凝土?xí)r,在滿足施工要求的情況下,應(yīng)盡可能降低水灰比,因為水灰比的耐壓強度、荷載軟化溫度等性能會產(chǎn)生不同的影響。因此,河南耐火材料廠建議在保證施工和易}生的前提下,盡量減少耐火混凝土的用水量。
摻合料一般采用骨料相同材質(zhì)的細粉,粒度小于0.088mm,不小于70%。添加摻合料可使泥漿更容易混合,有助于提高產(chǎn)品的密度。軟化荷載,減少重?zé)褪湛s;炷林械膽K和材料占10%-30%。
粘合劑占混凝土的7%-20%。硅酸鹽水泥作為耐火混凝土的粘合劑,必須消除氧化鈣的作用。當添加50%-100%的細粘土熟料粉作為外加劑時,與氧化鈣結(jié)合成穩(wěn)定的硅酸鈣和鋁酸鈣礦物。該耐火混凝土成本低,可用于1000度以下,溫度波動小,無酸堿腐蝕,如設(shè)備基礎(chǔ)、煙道、煙管等。
硅酸鹽耐火混凝土是以明礬水泥為粘結(jié)材料,以明礬熟料為骨料和混合材料制成的水硬混凝土。明礬水泥的主要礦物是鋁酸鈣,水化速度快,硬化快,早期強度高。
水玻璃混凝土是以水玻璃為凝土,由水玻璃制成,并添加適量的硅氟酸鈉作為凝膠促進劑。水玻璃水解產(chǎn)生硅膠,將骨料和外加劑連接在一起。該混凝土強度相對較高,但耐火性和荷載軟化點較低,適用于強度低于1000度的地方。耐磨性好,耐酸腐蝕,但不能用于經(jīng)常有水或水蒸氣的地方。
磷酸耐火混凝土是以工業(yè)磷酸為膠結(jié)材料,有時加入適量的明礬土水泥作為促凝劑制成的熱硬混凝土。該混凝土的特點是在室溫下不硬化和固化。為了使其固化并具有一定的強度,應(yīng)添加促凝劑。加熱500度后500度,強度也增加,但在800度附近,低中溫強度是其缺點,強度隨溫度升高,該混凝土具有優(yōu)異的耐火性、耐磨性、耐渣性、耐急冷熱性,可長期應(yīng)用于1400-1600度。
耐火混凝土可直接澆筑在熱工設(shè)備上的模板上,并添加錨固件。搗固后,可達到一定的維護期。也可制成拱頂、天花板、爐墻、爐蓋、爐門等預(yù)制塊,施工更換方便。
輕質(zhì)耐熱混凝土施工應(yīng)留伸縮縫嗎?
由于耐火磚和輕質(zhì)耐熱襯里的膨脹和收縮性能不同,一般應(yīng)在耐火磚爐墻上留下膨脹縫,而輕質(zhì)耐熱襯里應(yīng)留下伸縮縫。耐火磚的膨脹量隨溫度的升高而增加,而輕質(zhì)耐熱襯里在溫度升高時有少量膨脹,但冷卻后會有較大的收縮,即殘余收縮。在以后的操作中,如果加熱的高溫度不超過第一次加熱的溫度,襯里會隨著溫度的升高和降低而上下移動。因此,大面積襯里不需要像耐火磚墻那樣留下較大的膨脹縫,而只需每1-2米留出寬度為3-5mm的伸縮縫。深度約為襯里厚度的三分之一。
使用耐熱混凝土伸縮縫
(1)襯里在第一次加熱過程中稍微膨脹,伸縮縫可膨脹引起的內(nèi)應(yīng)力。
(1)耐火性與同材質(zhì)耐火磚相差不大,但由于耐火混凝土(澆注料)未燒結(jié),初次加熱時收縮較大,荷載軟化點略低于耐火磚。
(2)由于低溫粘合劑材料的作用,耐火混凝土在室溫下具有較高的耐壓強度。同時,由于砌體的完整性好,爐的氣密性好,不易變形,爐的機械振動和沖擊性能優(yōu)于磚砌體。例如,在均熱爐的側(cè)墻上部,機械磨損和碰撞較嚴重,使用壽命比磚高幾倍。
(3)熱穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性。主要材料(耐火骨料和粉末)均為高溫煅燒后的熟料,膨脹與粘合劑的收縮相抵消。因此,砌體的熱膨脹相對小于耐火磚,溫度應(yīng)力較小,結(jié)構(gòu)中有各種網(wǎng)狀、針狀和鏈狀晶體相。具有較強的抗低溫應(yīng)力能力。例如,用于澆筑均熱爐口和爐蓋,使用壽命延長到一年半。
(4)生產(chǎn)工藝簡單,取消了復(fù)雜的制磚工藝。經(jīng)支模、澆注成型、養(yǎng)護、烘烤后即可投入生產(chǎn)使用,可制成各種預(yù)制塊,并可機械化施工,大大加快了施工速度,遠高于砌磚效率。
耐火混凝土裂縫的原因
(1)水灰比過大,表面產(chǎn)生氣孔和裂紋;
(2)水泥用量過大,收縮裂紋;
(3)維護不良或不及時,表面脫水,干縮裂紋;
(4)坍落度過大,澆筑過高過厚,素漿浮面開裂;
(5)拆模過早,用力不當撬開混凝土;
(6)混凝土表面抹壓不實;
(7)鋼筋保護層太薄,順筋而裂;
(8)缺箍筋。溫度筋使混凝土開裂;
(9)大體積混凝土不降低內(nèi)外溫差;
(10)孔角等應(yīng)用集中處無鋼筋。
(11)混凝土裂縫的原因及特點。
硅灰是耐火原料的混凝土。
如何選擇好的耐火混凝土廠家?
如何選擇一個好的耐火混凝土制造商?這個問題可能是想從混凝土行業(yè)生產(chǎn)的客戶和朋友需要了解的問題之一,那么如何選擇一個質(zhì)量好、質(zhì)量好的混凝土制造商呢?先,我們必須去常規(guī)制造商,然后簡單地檢查混凝土的質(zhì)量。如果條件允許,我們可以要求制作預(yù)制塊,然后在滿意后開始簽訂合同。
耐火混凝土為不燒制品,生產(chǎn)工藝簡單,節(jié)省能源,可根據(jù)施工部位澆注成任意形狀,整體性比耐火磚內(nèi)襯好,適宜于機械化施工,定期檢查及維修可延長爐襯壽命。耐火混凝土主要用于冶金、石油、化工、建筑材料、機械等工業(yè)窯爐中。一般使用溫度為1300~1600℃。使用溫度低于900℃的耐火混凝土稱為耐熱混凝土,主要用于熱工設(shè)備的基礎(chǔ)、煙囪、煙道等構(gòu)筑物中。
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