第十九章耐火混凝1.doc

第十九章耐火混凝1第十九章耐火混凝土第一节概述作为特种混凝土材料之一的耐火混凝土,是一种不经煅烧的新型耐水材料。耐火混凝土不同于耐热混凝土,指的是短时间内暴露在900℃以上的温度中,没有反覆加热的情况,并在高温作用下保持所需要的物理力学性能的特种混凝土。一、耐火混凝土的定义及特点定义耐火温凝土是由适合的胶凝材料(或加入外加剂)、耐火骨料(包括掺入磨细的矿物掺合材料)和水(或其液体)按一定比例组成,经搅拌、成型、养护而获得的耐火度高达1500℃以上的混凝土。特点耐火混凝土主要代替耐火砖用于工业窑炉上。在窑炉的膛壁或主体结构上使用耐火混凝土征收耐火砖相比,其优点是生产工艺简单,能预制成大块,施工效率高,易于满足异形部位施工和热工要求,维修费用少,使用寿命长,成本低廉,其应用日益广泛,现已成为不定形耐火材料的一个重要品种。二、耐火混凝土的分类耐火混凝土种类繁多。一般来说,根据胶凝村料、耐火骨料的性质及松堆密度,耐火混凝土可分为以下诸类:(一)按胶凝材料分类耐火混凝土根据胶凝材料的凝结条件(或结合剂种类)不同,分为以下三类:(或水泥结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥、低钙铝酸盐水泥和铝-60水泥;粗骨料为碎粘土熟料、红砖、铬铁矿、矿渣和安山岩等;掺合材料为磨细铬铁矿、镁砖、烧结镁砂、粘土熟料、浮石、粉煤灰、铝铬渣份和硅藻土等。这种耐火混凝土使用温度在1200℃以下,如用矿渣硅酸盐水泥及耐火度低的骨料和掺合材料所配制的耐火混凝土,其使用温度不超过900℃。(或粘土结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为高铝水泥、低钙铝酸盐水泥、纯铝酸钙水铝、工业磷酸或磷酸铝;粗细骨料及磨细掺合材料均为碎镁砖、烧结镁砂、烧焦宝石、矾土、镁铁、高铝质耐火材料、锆英石和粘土熟料等。这种耐火混凝土具有高温韧性强、耐磨性好、耐火度高等特点,在低温、中温和高温作用下都具有良好力学性能。如采用铝酸盐水泥配制火硬性耐火混凝土,其使用温度分别为1400℃(高铝水泥)、1600℃(钙铝酸盐水泥)、1800℃(纯铝酸登上水泥)。如采用磷酸盐,其极限使用温度可达1500-1700℃。(或化学结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为水玻璃(Na20·nsi02),并用***硅酸钠(Na2SiF6)作固化剂;粗细骨料为碎铬铁矿、镁砖、铬镁砖、烧结镁砂、粘土熟料、石英砂、滑石、焦宝石、镁橄榄石和安山岩等;磨细掺料为粘土熟料、石英砂、镁砂、滑石和安山岩等。这种耐火凝土的最高使用温度为1200℃。(二)按骨料矿物成分分类按粗细骨料的化学成分及矿物组成不同,耐火混凝土分为以下三类:铝质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为A12O3,如高铝质耐火材料其含量大于60%。这种混凝土的特点是耐火度都比较高,一秀都在1800℃以下,甚至更高。硅质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为Si02,如石英砂、焦宝石等含量都较多。这种混凝土的耐火度一般都在1200℃以下。,如镁铁矿、镁砖、镁砂等。这种混凝土的耐火度一般在800℃以下。(三)按堆密度分类按堆密度的大小不同,耐火混凝土分为以下两类。,如河卵石、石灰岩、碎石等,骨料的松堆密度都较大。(如浮石等)、(人造轻骨料)(如陶粒、珍珠岩等)及工业废渣轻骨料(如煤渣、粒化高炉矿渣等),骨料都较轻,松堆密度小。耐火混凝土的种类表19-1混凝土种类工作温度极限(℃)水泥品种骨料结构用耐火混凝土耐热混凝土3001000硅酸盐水泥高铝水泥普通岩石细颗粒、碱性火成岩(玄武岩、粗粒玄武岩),经热处理的多孔骨料(砖溶液、膨胀页岩)普通耐火混凝土1350高铝水泥耐火砖超耐火混凝土14501350-1600铝酸钙水泥高铝水泥铝酸钙水泥耐火砖砖火菱镁矿、碳化硅、矾土、耐火泥耐火骨料(四)按用途分类耐火混凝土按其用途不同分类见表19-1。第二节耐火混凝土的原材料选择耐火混凝土的原材料主要有胶凝材料和耐火骨料,主要原材料的性质决定了耐火混凝土的特性和用途。如能合适地选用材料。则混凝土能圆满地用于高温的窑炉设备中,可代替耐火砖用于需要复杂形状或用于整体结构中。为了获得性能良好的耐火混凝土,对原材料应有严格的要求,特别是对水泥和骨料的耐火性需作选择(表19-1),并应根据耐火混凝土处于酸、碱或中性的同使用环境条件,采用与之相适应的原材料。一、胶凝材料和胶结材料配制耐火混凝土所用的水泥胶凝材料有硅酸盐类水泥和铝酸类水泥两类。(1)水泥性能:常用的硅酸盐类水泥有硅酸水泥、普通