耐火混凝土配比、使用方法

耐火混凝土是以礬土水泥或低鈣鋁酸鹽水泥等為結(jié)合劑，以耐火熟料為骨料和粉料制成的水硬性耐火混凝土。這是目前使用較廣的一類耐火混凝土。下面河南耐火材料廠介紹下耐火混凝土的使用方法，此法只適用于鋁酸鹽耐火混凝土，并不適用于磷酸鹽耐火混凝土。

一、對(duì)原材料的要求

1.水泥

各種水泥應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)號(hào)不得低于425號(hào)。水泥在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中易受空氣濕度的影響而結(jié)塊變質(zhì)，必須嚴(yán)格檢查。

2.骨料

骨料是耐火混凝土的骨架，一般占總重量的70％以上，是決定耐火混凝土高溫性能的重要因素。耐火粘土和高鋁熟料均應(yīng)選用充分煅燒的，粗徑取。粒徑愈大，耐急冷急熱愈差。

3.粉料

可采用與骨料相同的材料磨細(xì)而成，細(xì)度小于0.088mm的細(xì)粉量應(yīng)大于85％。粗細(xì)骨料及細(xì)磨粉料必須保證化學(xué)成分、技術(shù)性能合乎要求，不應(yīng)含有其他雜質(zhì)，尤其不應(yīng)含有石灰石、白云石等。

4.水

制作耐火混凝土的水，應(yīng)是無(wú)酸、堿及油質(zhì)的凈水。

二、模板的配制

耐火混凝土用的模板應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和工程量的大小予以選擇。模板的類型有固定式、吊掛式和工具式等。模板材質(zhì)通常為鋼模和木模。

模板支設(shè)時(shí)，應(yīng)符合下列要求：

1）尺寸準(zhǔn)確，符合設(shè)計(jì)規(guī)定。裝配和拆卸方便，支攆牢固，用后變形小。模板與耐火混凝土的接觸面應(yīng)光滑嚴(yán)密，成型過(guò)程中不漏漿。

2）采用木模時(shí)應(yīng)使用樹(shù)脂成分多的木材，并且用機(jī)械油、塑料布和防水紙等不吸水材料處理，防止吸收耐火混凝土的水分。使用鋼模時(shí)也要涂油，以便脫模。

3）對(duì)腐蝕性或粘結(jié)性較強(qiáng)的耐火混凝土，應(yīng)在模板內(nèi)設(shè)隔離層。

4）預(yù)留膨脹縫用的木板條等應(yīng)固定牢靠，避免受振搗時(shí)移位。

5）為了運(yùn)輸、施工的方便，在大型預(yù)覦塊中應(yīng)設(shè)置吊環(huán)，埋入深度約左右。盡量配制在冷面，以利于降低吊環(huán)的溫度。

三、錨固件的安裝

錨固件一般分金屬和非金屬兩種，它的一端焊于爐殼或鋼架上，并埋入耐火混凝土中，起著支撐和連接的作用。耐火混凝土錨固件的設(shè)置應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定，通常在低溫部位采用金屬錨固件，高溫部位則采用陶瓷錨固磚。安裝錨固件時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：

1）金屬錨固件根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)的不同部位采用不同形式，爐墻和拱頂?shù)慕饘馘^固件有V形、L形和Y形等幾種。

2）一般金屬錨固件的兩端埋設(shè)到爐墻厚度的2／3處，錨固磚一般露于加熱面上。

3）金屬錨固件的安裝間距視爐墻厚賽、高度而定，一般其水平間距約為550~600mm，豎向間距約為采用錨固磚時(shí)，側(cè)墻部分的間距多為300～500mm，爐頂部分約為200～300mm。

四、配料

耐火混凝土預(yù)制塊，通常是根據(jù)圖樣上提供的要求進(jìn)行配料。若在工地自配耐火混凝土?xí)r，則應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)室進(jìn)行試配，在滿足施工和易性要求的情況下，制成試塊，并按所規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，才能確定終的施工組成。

配料時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：

1）制作耐火混凝土預(yù)制塊時(shí)，配料必須按重量比準(zhǔn)確稱量。

2）水泥用量過(guò)多，會(huì)使耐火混凝土的耐火度、荷重軟化溫度降低，重?zé)�。收縮增加，水泥用量不足時(shí)，耐火混凝土的強(qiáng)度降低。一般水泥用量應(yīng)取12％~15％。

3）加水量對(duì)耐火混凝土的性能有顯著影響，在能夠成形的條件下，水分應(yīng)盡量減少。水灰比是指水與水泥加粉料之比。

五、攪拌

耐火混凝土的攪拌方式以及攪拌所用的機(jī)械，與普通混凝土基本相同。如能采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，則效果更好。為了保證攪拌質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，一般均應(yīng)采用機(jī)械攪拌。

攪拌時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：

1）人工攪拌水泥結(jié)合劑耐火混凝土?xí)r，應(yīng)先將水泥與粉料均勻再加骨料，然后加水拌勻。

2）機(jī)械攪拌硅酸鹽水泥耐火混凝土，一般宜在攪拌筒內(nèi)注入1／2的水，再加入水泥，攪拌1min，然后邊攪拌邊倒入粗細(xì)骨料和剩余的水，并攪拌到均勻?yàn)橹��？偟臄嚢钑r(shí)間不得少于5min。

3）對(duì)礬土水泥耐火混凝土的混攪(加入后的攪拌)，好一次加完所需水量，并要有足夠的混攪時(shí)間。泥料混攪是否符合要求，可根據(jù)“手捏成團(tuán)”，觀察泥料色澤與均勻性以及流動(dòng)性等來(lái)判斷。

4）耐火混凝土的一次攪拌量，應(yīng)以內(nèi)施工完為一批量。

5）冬季作業(yè)應(yīng)使骨料保持一定溫度并可采用溫水?dāng)嚢�，水溫不�?yīng)超過(guò)40~50℃。不能采用低熔點(diǎn)的化學(xué)促凝劑，如CaCl2、NaCl等，否則會(huì)降低其高溫性能。

6)在更換耐火混凝土品種時(shí)，攪拌機(jī)必須沖洗干凈，不得存有殘留物，因?yàn)樗鼘?duì)另一品種的耐火混凝土來(lái)說(shuō)是有害物質(zhì)。

六、成形

成 形方法一般可分為振動(dòng)成形和搗打成形。振動(dòng)成形用來(lái)制作預(yù)制塊或現(xiàn)場(chǎng)澆灌。對(duì)于塊度大，數(shù)量多、形狀簡(jiǎn)單的制品，可采用預(yù)制生產(chǎn)�，F(xiàn)場(chǎng)澆灌適用于使用溫度 不高、要求整體性強(qiáng)和一般的基墻等部位。對(duì)制作質(zhì)量較高而數(shù)量較少的制品，如各種噴嘴磚、電弧爐的出鋼槽和爐蓋等部位均可采用搗打成形。

1.振動(dòng)成形

振動(dòng)成形時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：

1）鋪料層一般為300~400mm。當(dāng)采用插入式振動(dòng)棒時(shí)，澆注層厚度不應(yīng)超過(guò)振動(dòng)棒作用部分長(zhǎng)度的1.25倍。振動(dòng)棒的移動(dòng)間距不應(yīng)大于作用半徑的1.5倍。

2）每層澆注時(shí)間不宜超過(guò)45min，在澆注時(shí)一層層循環(huán)澆注，振動(dòng)棒應(yīng)插入原下層澆注科30mm以上，以便層與層之間聯(lián)接牢固，防止出現(xiàn)裂紋。

3）由于耐火混凝土混合物的粘度大，流動(dòng)性較小，采用振動(dòng)棒成形時(shí)插點(diǎn)應(yīng)該加密，做到快插、輕拔、慢移動(dòng)，以免造成空洞。

4）使用振動(dòng)棒時(shí)，不允許將其支承在結(jié)構(gòu)的鋼筋上，并應(yīng)避免碰撞鋼筋、芯管和預(yù)埋件。

5）成形高度較大和薄壁預(yù)制塊時(shí)，為使耐火混凝土振搗致密，可分次加料和振動(dòng)，每層料厚約100~150mm。

6）薄型耐火混凝土預(yù)制塊可用平板振動(dòng)器，在其表面進(jìn)行振搗。但每次澆注層的厚度不應(yīng)超過(guò)200mm。平板振動(dòng)器的振動(dòng)間距，應(yīng)保證振動(dòng)器的平板能覆蓋巳振搗完畢的區(qū)段的邊緣部分。

7）耐火混凝土一般應(yīng)連續(xù)進(jìn)行澆注，在前一層澆注料初凝前，應(yīng)將下一層澆注料澆注完畢。如施工間隙超過(guò)其初凝期時(shí)，應(yīng)按施工縫要求進(jìn)行處理。

8）預(yù)制塊振動(dòng)成形完畢后，才可將表面抹平。如邊振邊抹，易導(dǎo)致層裂。

9）在每一位置上的振搗延續(xù)時(shí)間，應(yīng)能保證耐火混凝土獲得足夠的搗實(shí)程度，即耐火混凝土表面返漿、邊角嚴(yán)密、不再沉落時(shí)為宜。

2.搗打成形搗打成形時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：

1）分層搗制，每層加料厚度不大于150mm，要求密實(shí)度達(dá)50％以上。層與層之間需用耙子(見(jiàn)圖5-15)耙松后，再加料搗打，四角周邊要充分搗固。

2)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)搗打完一層后，需在它未硬結(jié)前耙松再搗打第二層。間隔過(guò)久，會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象而影響使用效果。

3)嚴(yán)格控制混合料的水分，盡量做到每批料的成形水分一致。以免在搗打過(guò)程中，產(chǎn)生鼓泡起波的“橡皮土”或搗打不緊密現(xiàn)象。

七、養(yǎng)護(hù)與脫模

用水泥為結(jié)合劑的耐火混凝土是水硬性的，常因早期脫水而發(fā)生表面“起皮”現(xiàn)象。

為此，耐火混凝土成形初凝后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)的目的是為了凝結(jié)和硬化，從而獲得初期強(qiáng)度(設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％)。

耐火混凝土按一定條件，養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間才能獲得足夠的強(qiáng)度。如不嚴(yán)格按照養(yǎng)護(hù)要求，將會(huì)嚴(yán)重影響耐火混凝土的質(zhì)量。

1.硅酸鹽水泥耐火混凝土的養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：

1）硅酸鹽耐火混凝土適宜于澆水養(yǎng)護(hù)，使制品中的水泥在水化過(guò)程中形成脫水硬化。

2）潮濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土硬化開(kāi)始后加以覆蓋并澆水，澆水次數(shù)以能保護(hù)混凝土有足夠的潮濕狀態(tài)為宜。養(yǎng)護(hù)溫度為15~25℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)大于7d。

3）硅酸鹽水泥混凝土進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)的升溫速度宜為10～15℃／h，不應(yīng)超過(guò)20℃／h，降溫速度不宜超過(guò)40℃／h。冬季養(yǎng)護(hù)溫度為60～80℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間0.5～1d。

2.礬土水泥耐火混凝土的養(yǎng)護(hù)

礬土水泥混凝土中的水泥水化增強(qiáng)快，并產(chǎn)生大量放熱反應(yīng)，易使其表面產(chǎn)生裂紋。礬土水泥耐火混凝土需在不小于20℃的潮濕環(huán)境中養(yǎng)護(hù)3d，養(yǎng)護(hù)溫度不可超過(guò)30℃。為此，在耐火混凝土凝固后即應(yīng)澆水或淋霧養(yǎng)護(hù)，或成形后16h浸入水中養(yǎng)護(hù)，切不可在烈日下曝曬，更不可用蒸汽養(yǎng)護(hù)。

3.低鈣鋁酸鹽水泥耐火混凝土的養(yǎng)護(hù)

它是在不小于20℃的潮濕環(huán)境中養(yǎng)護(hù)7d。由于在常溫下硬化緩慢，為縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可用蒸汽在75~85℃養(yǎng)護(hù)1d。

耐火混凝土經(jīng)振動(dòng)和搗打成形后，都需要放置一定時(shí)間后才能脫模。脫模時(shí)間與耐火混凝土的品種、氣溫、成形水分、制品的形狀和大小，促凝劑的效果等因素有關(guān)。

脫模時(shí)應(yīng)保證耐火混凝土不受損壞，棱角保持完整。拆卸模板時(shí)應(yīng)輕振輕敲，防止損壞模具。拆下的模板應(yīng)及時(shí)清理粘附在模板上的泥漿，如不清除，再用時(shí)模板裝不嚴(yán)，容易跑漿，同時(shí)影響預(yù)制塊尺寸的準(zhǔn)確性。

八、烘烤

耐火混凝土使用前的烘烤，是決定使用效果好壞的關(guān)鍵。烘烤的目的是排出耐火混凝土中大量的水分，以免在使用過(guò)程中，由于水分急劇汽化而導(dǎo)致炸裂現(xiàn)象。烘烤時(shí)必須注意下列事項(xiàng)：

1）烘烤濕度以500℃為宜。升溫應(yīng)緩慢，升至150℃及350℃應(yīng)有一定保溫時(shí)間。大型預(yù)制塊的烘烤，，升溫和保溫約需80h，悶爐冷卻16h，共4d。

2）用耐火混凝土砌筑的爐子，其烘烤的時(shí)間應(yīng)比耐火磚砌筑的同類爐子要長(zhǎng)。

3）在使用中直接接觸鐵液、鋼液的部位，耐火混凝土必須烘烤至500℃以上，才可使用。

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