耐火混凝土基本信息

一般硅酸鹽水泥混凝土不能承受高溫的工作條件，在水化過(guò)程中析出氫氧化鈣，高溫下變成氧化鈣；作為骨料的石灰石高溫下受熱分解，強(qiáng)度遭到破壞。普通混凝土只能用于爐子基礎(chǔ)和煙囪等300℃以下低溫部位。而耐火混凝土使用溫度可達(dá)900℃以上。

 

耐火混凝土的組成包括骨料、膠結(jié)料和摻和料。根據(jù)所用膠結(jié)料的不同，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、鎂質(zhì)耐火混凝土及黏土結(jié)合耐火澆注料等。

 

耐火混凝土的使用溫度取決于骨料及膠結(jié)料的品種數(shù)量。骨料來(lái)源很廣，常用的有廢耐火磚或煅燒黏土熟料、焦寶石熟料等。對(duì)耐火度要求更高的，還有以鋯英石、鉻渣等材料作骨料。骨料要破碎到一定的粒度，并按粗細(xì)適當(dāng)配比配合。為提高混凝土的耐剝落性、耐磨性和熱穩(wěn)定性，可加入耐熱鋼纖維。骨料在耐火混凝土中占65%～80%。

 

摻和料一般用與骨料相同材質(zhì)的細(xì)粉，粒度小于0.088mm的應(yīng)不少于70%。加入摻和料可使泥料更容易混合，有助于提高制品的致密度、荷重軟化點(diǎn)和減少重?zé)�收縮。摻和料在混凝土中占10%～30%。

 

膠結(jié)料占混凝土重的7%～20%。硅酸鹽水泥用作耐火混凝土的膠結(jié)料，必須消除氧化鈣的作用。當(dāng)加入水泥重量50%～100%的細(xì)黏土熟料粉作摻和料時(shí)，它與氧化鈣結(jié)合成穩(wěn)定的硅酸鈣和鋁酸鈣礦物。這種耐火混凝土成本低，可用在1000℃以下，溫度波動(dòng)不大，沒(méi)有酸堿侵蝕的地方，如設(shè)備基礎(chǔ)、煙道、煙囪等。

 

鋁酸鹽耐火混凝土是以礬土水泥為膠結(jié)料，以礬土熟料為骨料和摻和料制成的水硬性混凝土。礬土水泥的主要礦物是鋁酸鈣，水化速度很快，因此這種混凝土硬化快，早期強(qiáng)度高。

 

水玻璃耐火混凝土是以水玻璃為膠結(jié)料，并加入適量的硅氟酸鈉作為促凝劑制成的氣硬性混凝土。水玻璃水解產(chǎn)生的硅膠，把骨料、摻和料連接在一起。這種混凝土強(qiáng)度相對(duì)較高，但耐火度及荷重軟化點(diǎn)低，適用于1000'C以下要求較高強(qiáng)度、耐磨性好、能抗酸腐蝕的部位，但不能用于經(jīng)常有水或水蒸氣作用的地方。

 

磷酸鹽耐火混凝土是以工業(yè)磷酸為膠結(jié)料，有時(shí)加適量礬土水泥作促凝劑而制成的熱硬性混凝土。這種混凝土的特點(diǎn)是在常溫下不硬化固結(jié)，為了使其凝固并具有一定強(qiáng)度，要加促凝劑。經(jīng)加熱到500。C才硬化固結(jié)，強(qiáng)度也隨之提高，但到800℃附近，中溫強(qiáng)度低是其缺點(diǎn)，以后強(qiáng)度又隨溫度上升。這種混凝土具有優(yōu)良的耐火性能、耐磨性、抗渣性和耐急冷急熱性，能長(zhǎng)期應(yīng)用在1400～1600℃的條件下。

 

耐火生黏土是澆注料的良好結(jié)合劑。由于水泥耐火混凝土中有較多氧化鈣，降低了其性能。20世紀(jì)70年代研制成功了黏土結(jié)合耐火澆注料，原理主要是依靠堿離子的置換作用，即加入含有鈉離子的減水劑，如三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉等，使?jié)沧⒘系牧鲃?dòng)性提高，便于澆注施工；同時(shí)加入高鋁水泥或硅酸鹽水泥作促凝劑，使凝固硬化加快。黏土結(jié)合耐火澆注料是氣硬性材料，澆注后自然養(yǎng)護(hù)即可。這種澆注料在均熱爐、加熱爐上應(yīng)用后，效果十分良好。它的缺點(diǎn)是常溫強(qiáng)度較低，近十年國(guó)內(nèi)外致力研制低水泥高強(qiáng)度黏土結(jié)合澆注料，主要趨勢(shì)是加入15%～20%超細(xì)耐火粉料。

 

耐火混凝土可以直接澆灌在熱工設(shè)備上的模板內(nèi)，內(nèi)加錨固件，搗固后經(jīng)過(guò)一定養(yǎng)護(hù)期即可。也可以制成預(yù)制塊，如拱頂、吊頂、爐墻、爐蓋、爐門等，比之砌磚或直接澆注成型，在施工及更換時(shí)都方便得多。

 

耐火混凝土還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，因?yàn)樗鼈兙哂幸恍┟黠@的特點(diǎn)：

 

(1)耐火度與同材質(zhì)的耐火磚差不多，但由于耐火混凝土(澆注料)未經(jīng)燒結(jié)，初次加熱時(shí)收縮較大，故荷重軟化點(diǎn)比耐火磚略低。盡管如此，從總體上衡量，性能優(yōu)于耐火磚。

 

(2)耐火混凝土由于低溫膠結(jié)料的作用，常溫耐壓強(qiáng)度較高。同時(shí)因?yàn)槠鲶w的整體性好，爐子的氣密性好，不易變形，外面的爐殼鋼板可以取消，爐子抗機(jī)械振動(dòng)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(jī)械磨損和碰撞都比較厲害，壽命比磚砌的提高了數(shù)倍。

 

(3)熱穩(wěn)定性好，骨料大部或全部是熟料，膨脹與膠結(jié)料的收縮相抵消，放砌體的熱膨脹相對(duì)說(shuō)來(lái)比磚小，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，抵抗溫度應(yīng)力的能力強(qiáng)。例如用來(lái)澆注均熱爐爐口及爐蓋，壽命延長(zhǎng)到一年半。

 

(4)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，取消了復(fù)雜的制磚工序。可以制成各種預(yù)制塊，并能機(jī)械化施工，大大加快了筑爐速度，比砌磚效率提高十多倍。還可利用廢磚等作骨料，變廢為利。