CN117700245A - 一种柔性耐火混凝土及其应用 - Google Patents
一种柔性耐火混凝土及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117700245A CN117700245A CN202311724651.0A CN202311724651A CN117700245A CN 117700245 A CN117700245 A CN 117700245A CN 202311724651 A CN202311724651 A CN 202311724651A CN 117700245 A CN117700245 A CN 117700245A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- refractory concrete
- fiber cloth
- bottom layer
- flexible
- glass fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/428—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/522—Oxidic
- C04B2235/5228—Silica and alumina, including aluminosilicates, e.g. mullite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/522—Oxidic
- C04B2235/5232—Silica or silicates other than aluminosilicates, e.g. quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
- C04B2235/9615—Linear firing shrinkage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明属于耐火材料技术领域,公开了一种柔性耐火混凝土及其应用。所述柔性耐火混凝土,从上而下依次为上层、主材层和底层;上层和底层为平行布置的陶瓷纤维布,上层和底层之间设置两组正向倾斜和反向倾斜的玻璃纤维布,玻璃纤维布和底层的相交线与底层的长度方向平行;两组玻璃纤维布交叉布设,将主材层分隔为网格,网格内填充耐火混凝土,网格两端的通孔设置陶瓷纤维布作为斜面封口,封口后垂直于柔性耐火混凝土结构长度方向的横截面呈现平行四边形或等腰梯形。本发明柔性耐火混凝土外观为陶瓷纤维毯,耐火混凝土填充在内部的网格内,并通过内部结构的设计实现均匀导水,从而在应用时获得优异的强度和使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域,具体涉及一种柔性耐火混凝土及其应用。
背景技术
高温工业窑炉及设备使用的耐火混凝土炉衬,大多是将不定形耐火材料运输到现场,搅拌均匀后进行喷涂或浇筑施工。运输过程中不定形耐火材料会因为震动而偏析;需要现场再搅拌,而现场搅拌则粉尘太大,对环境造成污染;且浇注料施工需要支模养护拆模,工序复杂,耗时久。
针对类似问题,在建筑材料领域,开发了水泥毯作为施工材料。水泥毯通常由顶层、底层和连接层组成的网状结构,底层和顶层之间的空腔内填充有水泥基干粉,水泥毯施工后,遇水发生固化,形成类混凝土结构。但该结构用于耐火材料领域则存在以下问题:其一,水泥毯的材料不耐高温;其二,耐火材料必须要有足够的厚度,才能保证安全使用,现有结构在厚度增加后,会存在导水不均的问题,从而影响材料水化,最终影响材料的强度和使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足,提供一种柔性耐火混凝土及其应用,该柔性耐火混凝土外观为陶瓷纤维毯,耐火混凝土填充在内部的网格内,并通过内部结构的设计实现均匀导水,从而在应用时获得优异的强度和使用寿命。
为解决本发明所提出的技术问题,本发明提供一种柔性耐火混凝土,从上而下依次为上层、主材层和底层;上层和底层为平行布置的陶瓷纤维布,上层和底层之间设置两组正向倾斜和反向倾斜的玻璃纤维布,玻璃纤维布和底层的相交线与底层的长度方向平行;两组玻璃纤维布交叉布设,将主材层分隔为网格,网格内填充耐火混凝土,网格两端的通孔设置陶瓷纤维布作为斜面封口,封口后垂直于柔性耐火混凝土结构长度方向的横截面呈现平行四边形或等腰梯形。
上述方案中,所述陶瓷纤维布由硅酸铝耐火纤维、含锆硅酸铝耐火纤维、含铬硅酸铝耐火纤维中的一种或几种织成。
上述方案中,所述陶瓷纤维布可使水顺畅通过。
上述方案中,所述上层和底层的厚度均≤3mm,优选为0.5~1.5mm。
上述方案中,所述上层和底层的陶瓷纤维布的纤维骨架空隙内填充有高铝水泥干粉。
上述方案中,所述玻璃纤维布为高硅氧玻璃纤维布或石英玻璃纤维布。
进一步地,当应用场景的温度低于1000℃时,玻璃纤维布选择高硅氧玻璃纤维布或石英玻璃纤维布;当应用场景的温度为1000℃及以上时,玻璃纤维布选择石英玻璃纤维布。
上述方案中,所述玻璃纤维布的厚度≤0.5mm,优选0.3~0.5mm。
上述方案中,所述玻璃纤维布的网孔尺寸为0.2~0.8mm。
上述方案中,所述玻璃纤维布与底层的交角为30~60°。
上述方案中,所述玻璃纤维布在同组内平行等距布设,相邻两块之间的间距为10~50mm,相邻两块在底层上的投影有部分重合。
上述方案中,所述耐火混凝土包括以下质量百分含量的原料:粒径1~3mm的高铝颗粒45~55%、粒径0.1~1mm的高铝颗粒10~25%、烧结莫来石细粉10~15%、氧化铝粉5~10%、蓝晶石粉2~5%、生粘土粉2~6%、废镁铬砖粉1~5%、轻烧镁砂粉1-5%、硅微粉2~8%,以上原料的质量百分含量之和为100%,并外加结合剂4~8%、促凝剂0~1%。
进一步地,所述高铝颗粒的Al2O3含量为55~75%,Fe2O3含量小于1.5%。
进一步地,所述烧结莫来石细粉的Al2O3含量为50~72%,Fe2O3含量小于1%,粒径≤0.1mm。
进一步地,所述氧化铝粉的Al2O3含量大于99%,粒径≤325目。
进一步地,所述蓝晶石粉的Al2O3含量为52~58%,粒径≤200目。
进一步地,所述生粘土粉的Al2O3含量为26~35%,SiO2含量为45~54%,粒径≤200目。
进一步地,所述废镁铬砖粉的Cr2O3含量为8~20%,MgO含量为40~60%,粒径≤200目。
进一步地,所述轻烧镁砂粉的MgO含量为92~97%,粒径≤200目。
进一步地,所述硅微粉的SiO2含量为95~98%,中值粒径D50≤10μm。
进一步地,所述结合剂为固体水玻璃,模数2.0~2.5。
进一步地,所述促凝剂为氟硅酸钠,粒径≤200目。
上述方案中,所述柔性耐火混凝土的厚度为20~150mm。
本发明还提供一种柔性耐火混凝土的应用,其可以用作高温隧道窑、加热炉、带式焙烧机、梭式窑、钟罩窑、高炉粒化塔等热工设备内衬的整体施工以及梭式窑、钟罩窑、高炉粒化塔等热工设备内衬的修补。
上述方案中,所述应用方法具体包括以下步骤:
1)对施工面进行清理,并控制施工面的温度;
2)将柔性耐火混凝土用锚固件或纤维粘结剂固定铺贴于施工面;
3)对柔性耐火混凝土的上层表面进行雾状喷水,水顺着陶瓷纤维布横向扩散,并通过陶瓷纤维布空隙往主材层渗透,同时通过玻璃纤维布引流,向柔性耐火混凝土深层扩散,直至柔性耐火混凝土的底层有少量泥浆渗出;
4)待耐火混凝土初凝后,在柔性耐火混凝土的上层表面均匀喷吹一层高铝水泥细粉,再进行雾状喷水至上层表面纤维含水饱和,使表层高铝水泥渗入陶瓷纤维布中;
5)静置养护,然后升温烘烤,烘烤完毕后投入使用。
进一步地,所述施工面的温度为10~30℃,优选为20~25℃。
进一步地,所述施工面的温度过低时,对施工面进行辅助加热;所述施工面的温度过高时,对施工面进行冲水或强制通风降温。
进一步地,所述柔性耐火混凝土在铺贴时并可裁剪或续铺;长度方向裁剪时沿玻璃纤维布斜向裁剪;续铺时,相邻两块柔性耐火混凝土以宽度方向的斜面或者长度方向裁剪后的斜面相互拼接,避免形成垂直通缝或重叠搭接时突起。
进一步地,所述雾状喷水的水温为20~50℃,优选40~50℃,利于水玻璃溶解浸润混凝土拌合料。
进一步地,步骤4)中,若雾状喷水后1h内,上层表面纤维变干,所附水泥浆发白,则再一次雾状喷水,使上层表面纤维吸水饱和。
进一步的,所述耐火混凝土在不添加促凝剂时初凝时间为0.5~2h,可获得更高的强度;时间紧迫时,可用促凝剂调整初凝时间为10~30min,少于10min时,内部可能出现水玻璃浸润不均,夹杂干料的情况。
进一步的,所述耐火混凝土成型后静置养护不少于24h。
进一步的,所述烘烤制度为:当应用场景的温度大于540℃时,2~5h均匀升温至105℃以上,保温2~5h,接着在4h内升温至540~600℃,保温2~5h排除结晶水,然后快速升温至应用场景使用温度投入正常使用;当应用场景的温度小于540℃,在105℃保温结束后直接升温至应用场景使用温度投入正常使用。
上述方案中,所述柔性耐火混凝土烘烤后耐压强度≥5MPa,1400℃×3h烧后耐压强度≥20MPa,1400℃×3h线变化率≤-0.5%,1100℃风冷热震稳定性>100次。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1)本发明柔性耐火混凝土外观为陶瓷纤维毯,耐火混凝土填充在内部玻璃纤维布形成的网格内,通过倾斜交叉并在垂直投影方向部分重合的玻璃纤维布,使柔性混凝土任意截面都有玻璃纤维布分布,达到均匀导水的效果,喷水养护时,玻璃纤维布起引水导流作用,确保水在重力作用下,均匀的渗透到混凝土深处,不留死角,使耐火混凝土较好水化硬化;同时,玻璃纤维布在低温下还起到加强筋作用,在高温下则作为较低熔点物质,起烧结剂作用,促进材料烧结。
2)本发明柔性耐火混凝土上层和底层的陶瓷纤维布缝隙用高铝水泥填充硬化,在中低温没有烧结的情况下,增强了表面的强度和耐磨性,扩宽了适用温度范围和应用部位范围,提高了纤维的使用寿命;随温度升高,耐火混凝土、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维一起烧结,耐火陶瓷纤维成为烧结产物的增强纤维。
3)本发明在耐火混凝土的成分设计上,其一,加入废镁铬砖粉和生粘土粉作为烧结剂,并加入轻烧镁砂粉,MgO能抑制Al2O3形成大晶粒,而Cr3+与Al3+结构相似,能形成连续固熔体,引起晶格畸变,从而促进烧结,同时,MgO能与Al2O3和Cr2O3形成尖晶石结构,产生一定的体积膨胀,补偿材料烧结收缩,保持整体体积稳定性;其二,加入氧化铝粉,在高温下与玻璃纤维布中的二氧化硅反应,生成莫来石相,沿玻璃纤维布分布,形成网格结构,提高材料的强度;其三,加入水玻璃,陶瓷纤维布纤维骨架空隙内的高铝水泥遇水形成的水泥浆渗入修补料中,促进水玻璃凝固产生早期强度;其四,耐火混凝土封存于小格之中,已有固定的形状,可不考虑混凝土坍落度和流动值的影响,减少了多种外加剂的加入,显著降低成本,同时也能减少这些低熔点物的加入对耐火性能的影响。
4)本发明通过玻璃纤维布斜向交叉组成小格,耐火混凝土搅拌均匀后填充其中,形成单独的包装单元,有效避免了运输过程中材料偏析的问题;使用时通过斜向玻璃纤维布裁剪或拼接,减少了支模拆模等繁杂工序,施工快捷,同时有效避免拼接时的垂直通缝,或因重叠搭接时造成的突起,施工面整体性好。
附图说明
图1为本发明实施例1柔性耐火混凝土沿玻璃纤维布裁剪后垂直于长度方向的截面示意图。
图2为本发明实施例1柔性耐火混凝土的侧视图。
图中:1、上层;2、主材层;3、底层;4、玻璃纤维布;5、网格;6、斜面封口。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1和图2所示,一种柔性耐火混凝土,从上而下依次为上层1、主材层2和底层3;上层1和底层3为平行布置的含锆硅酸铝耐火纤维织成的可透水陶瓷纤维布,陶瓷纤维布的纤维骨架空隙内填充有CA50铝酸盐水泥干粉;上层1和底层3之间设置两组正向倾斜和反向倾斜的网孔尺寸为0.5mm的石英玻璃纤维布4,玻璃纤维布4和底层3的相交线与底层3的长度方向平行,玻璃纤维布4与底层3的交角为45°;同组内的玻璃纤维布4平行等距布设,相邻两块之间的间距为50mm,且相邻两块在底层上的投影有部分重合;两组玻璃纤维布4交叉布设,将主材层2分隔为网格5,网格5内填充耐火混凝土,网格5两端的通孔设置可透水陶瓷纤维布作为斜面封口6,封口后垂直于柔性耐火混凝土结构长度方向的横截面呈现等腰梯形;上层1、底层3、斜面封口6的厚度均为1mm,玻璃纤维布的厚度为0.3mm,最终柔性耐火混凝土的厚度为120mm。
本实施例中耐火混凝土包括以下质量百分含量的原料:粒径1~3mm的高铝废砖颗粒50%、粒径0.1~1mm的高铝矾土颗粒20%、粒径≤0.1mm的烧结莫来石细粉10%、粒径≤325目的α-氧化铝粉5%、粒径≤200目的蓝晶石粉3%、粒径≤200目的生粘土粉2%、粒径≤200目的废镁铬砖粉3%、粒径≤200目的轻烧镁砂粉1%、中值粒径D50=5μm的硅微粉6%,并外加以上原料总质量5%的固体水玻璃和0.24%的氟硅酸钠。
其中,高铝废砖颗粒的Al2O3含量为70%,Fe2O3含量小于1.5%;高铝矾土颗粒的Al2O3含量为70%,Fe2O3含量小于1.5%;烧结莫来石细粉的Al2O3含量为70%,Fe2O3含量小于1%;α-氧化铝粉的Al2O3含量为99.3%;蓝晶石粉的Al2O3含量为55%;生粘土粉的Al2O3含量为35%,SiO2含量为46%;废镁铬砖粉的Cr2O3含量为12%,MgO含量为50%;轻烧镁砂粉的MgO含量为95%;硅微粉的SiO2含量为96%;固体水玻璃的模数为2;氟硅酸钠的粒径≤200目。
耐火混凝土的制备及使用方法为:先将烧结莫来石细粉、α-氧化铝粉、蓝晶石粉、生粘土粉、废镁铬砖粉、轻烧镁砂粉、硅微粉、固体水玻璃和氟硅酸钠混合均匀后,再加入高铝废砖颗粒和高铝矾土颗粒混合均匀,得到耐火混凝土;将耐火混凝土从网格5两端的通孔装入网格5内,将网格5封口后,在上层1和底层3的外表面各喷吹一层CA50铝酸盐水泥,得到柔性耐火混凝土。
将本实施例柔性耐火混凝土应用于某梭式窑内衬的修补,包括以下步骤:
1)梭式窑停窑后,将窑车拖出,冷却至30℃,用切割机和风镐清理窑炉内衬的结瘤和破损开裂部位,清理出施工面,并用高压气枪喷吹,将粉尘、残渣清理干净;
2)根据施工面的形状和大小,将柔性耐火混凝土进行裁剪或续铺,使其形状和尺寸与施工面相匹配,将柔性耐火混凝土的底层涂满纤维粘结剂,用机械手将其送至施工面将其固定铺贴;
3)用喷壶对柔性耐火混凝土的上层喷洒40℃温水,水顺着陶瓷纤维布横向扩散,并通过陶瓷纤维布空隙往主材层渗透,同时通过玻璃纤维布引流,向柔性耐火混凝土深层扩散,直至柔性耐火混凝土的底层有少量泥浆渗出;
4)耐火混凝土经30min初凝后,在柔性耐火混凝土的上层表面均匀喷吹一层CA50铝酸盐水泥细粉,再喷水至上层表面纤维含水饱和,使表层高铝水泥渗入陶瓷纤维布中;
5)待耐火混凝土成型后静置养护24h,然后升温烘烤,2h均匀升温至110℃,保温2h,接着在4h内升温至560℃,保温2h排除结晶水,然后快速升温至炉窑使用温度,即可投入正常使用。
本发明施工时间从降温到30℃开始计时,用时约2天,不用支模拆模,养护时间短,较采用浇注料或喷涂料施工节省3~5天。
经检测,本实施例柔性耐火混凝土烘烤后的体积密度为2.62g/cm3;烘烤后的耐压强度为11.3MPa;1500℃×3h烧后耐压强度为30.5MPa,1400℃×3h线变化率-0.2%,1500℃×3h线变化率-0.4%,1100℃风冷热震稳定性>100次,满足工业窑炉炉衬的服役要求。
实施例2
一种柔性耐火混凝土,从上而下依次为上层1、主材层2和底层3;上层1和底层3为平行布置的硅酸铝耐火纤维织成的可透水陶瓷纤维布,陶瓷纤维布的纤维骨架空隙内填充有CA50铝酸盐水泥干粉;上层1和底层3之间设置两组正向倾斜和反向倾斜的网孔尺寸为0.4mm的高硅氧玻璃纤维布4,玻璃纤维布4和底层3的相交线与底层3的长度方向平行,玻璃纤维布4与底层3的交角为60°;同组内的玻璃纤维布4平行等距布设,相邻两块之间的间距为40mm,且相邻两块在底层上的投影有部分重合;两组玻璃纤维布4交叉布设,将主材层2分隔为网格5,网格5内填充耐火混凝土,网格5两端的通孔设置可透水陶瓷纤维布作为斜面封口6,封口后垂直于柔性耐火混凝土结构长度方向的横截面呈现等腰梯形;上层1、底层3、斜面封口6的厚度均为1.5mm,玻璃纤维布的厚度为0.5mm,最终柔性耐火混凝土的厚度为80mm。
本实施例中耐火混凝土包括以下质量百分含量的原料:粒径1~3mm的高铝废砖颗粒52%、粒径0.1~1mm的高铝矾土颗粒8%、粒径≤0.1mm的烧结莫来石细粉10%、粒径≤325目的氧化铝粉6%、粒径≤200目的蓝晶石粉2%、粒径≤200目的生粘土粉3%、粒径≤200目的废镁铬砖粉2%、粒径≤200目的轻烧镁砂粉2%、中值粒径D50=5μm的硅微粉5%,并外加以上原料总质量7%的固体水玻璃和0.3%的氟硅酸钠。
其中,高铝废砖颗粒的Al2O3含量为55%,Fe2O3含量小于1.5%;高铝矾土颗粒的Al2O3含量为55%,Fe2O3含量小于1.5%;烧结莫来石细粉的Al2O3含量为55%,Fe2O3含量小于1%;氧化铝粉的Al2O3含量为99.2%;蓝晶石粉的Al2O3含量为56%;生粘土粉的Al2O3含量为32%,SiO2含量为50%;废镁铬砖粉的Cr2O3含量为10%,MgO含量为56%;轻烧镁砂粉的MgO含量为92%;硅微粉的SiO2含量为97%;固体水玻璃的模数为2.3;氟硅酸钠的粒径≤200目。
耐火混凝土的制备及使用方法为:先将烧结莫来石细粉、氧化铝粉、蓝晶石粉、生粘土粉、废镁铬砖粉、轻烧镁砂粉、硅微粉、固体水玻璃和氟硅酸钠混合均匀后,再加入高铝废砖颗粒和高铝矾土颗粒混合均匀,得到耐火混凝土;将耐火混凝土从网格5两端的通孔装入网格5内,将网格5封口后,在上层1和底层3的外表面各喷吹一层CA50铝酸盐水泥,得到柔性耐火混凝土。
将本实施例柔性耐火混凝土应用于某隧道窑内衬的整体施工,包括以下步骤:
1)在隧道窑砖墙内壁,间隔安装锚固件,锚固件间距0.4m;
2)将柔性耐火混凝土用纤维粘结剂贴在砖墙内壁,其长度方向沿隧道窑长度方向延展,并用锚固件固定;根据隧道窑的长度和高度以及柔性耐火混凝土的长度和宽度进行裁剪、拼接,使之形成整体内衬;接头部位的斜角叠合,避免形成通缝,叠合处用锚固件固定;
3)用喷雾器对柔性耐火混凝土的上层喷洒40℃温水,水顺着陶瓷纤维布横向扩散,并通过陶瓷纤维布空隙往主材层渗透,同时通过玻璃纤维布引流,向柔性耐火混凝土深层扩散,直至柔性耐火混凝土的底层有少量泥浆渗出;
4)耐火混凝土经30min初凝后,在柔性耐火混凝土的上层表面均匀喷吹一层CA50铝酸盐水泥细粉,再喷水至上层表面纤维含水饱和,使表层高铝水泥渗入陶瓷纤维布中;
5)待耐火混凝土成型后静置养护24h,然后升温烘烤,2h均匀升温至110℃,保温2h,接着在4h内升温至540℃,保温2h排除结晶水,然后快速升温至炉窑使用温度,即可投入正常使用。
本发明施工时间用时约3天,不用支模拆模,养护时间短,较采用浇注料或喷涂料施工节省7~10天,且内衬整体性好,不易开裂。
经检测,本实施例柔性耐火混凝土烘烤后的体积密度为2.45g/cm3;烘烤后的耐压强度为8MPa;1400℃×3h烧后耐压强度为25MPa,1400℃×3h线变化率-0.2%,1100℃风冷热震稳定性>100次,满足工业窑炉炉衬的服役要求。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例,而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举,而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种柔性耐火混凝土,其特征在于,从上而下依次为上层(1)、主材层(2)和底层(3);所述上层(1)和底层(3)为平行布置的陶瓷纤维布,上层(1)和底层(3)之间设置两组正向倾斜和反向倾斜的玻璃纤维布(4),玻璃纤维布(4)和底层(3)的相交线与底层(3)的长度方向平行;两组玻璃纤维布(4)交叉布设,将主材层(2)分隔为网格(5),网格(5)内填充耐火混凝土,网格(5)两端的通孔设置陶瓷纤维布作为斜面封口(6),封口后垂直于柔性耐火混凝土结构长度方向的横截面呈现平行四边形或等腰梯形。
2.根据权利要求1所述的柔性耐火混凝土,其特征在于,所述上层(1)和底层(3)的厚度均≤3mm,所述柔性耐火混凝土的厚度为20~150mm。
3.根据权利要求1所述的柔性耐火混凝土,其特征在于,所述陶瓷纤维布由硅酸铝耐火纤维、含锆硅酸铝耐火纤维、含铬硅酸铝耐火纤维中的一种或几种织成;上层(1)和底层(3)的陶瓷纤维布的纤维骨架空隙内填充高铝水泥干粉。
4.根据权利要求1所述的柔性耐火混凝土,其特征在于,所述玻璃纤维布(4)为高硅氧玻璃纤维布或石英玻璃纤维布,网孔尺寸0.2~0.8mm,厚度≤0.5mm。
5.根据权利要求1所述的柔性耐火混凝土,其特征在于,所述玻璃纤维布(4)在同组内平行等距布设,相邻两块之间的间距为10~50mm,相邻两块在底层上的投影有部分重合;所述玻璃纤维布(4)与底层(3)的交角为30~60°。
6.根据权利要求1所述的柔性耐火混凝土,其特征在于,所述耐火混凝土包括以下质量百分含量的原料:粒径1~3mm的高铝颗粒45~55%、粒径0.1~1mm的高铝颗粒10~25%、烧结莫来石细粉10~15%、氧化铝粉5~10%、蓝晶石粉2~5%、生粘土粉2~6%、废镁铬砖粉1~5%、轻烧镁砂粉1-5%、硅微粉2~8%,以上原料的质量百分含量之和为100%,并外加结合剂4~8%、促凝剂0~1%。
7.根据权利要求6所述的柔性耐火混凝土,其特征在于,所述结合剂为固体水玻璃,模数2.0~2.5;所述促凝剂为氟硅酸钠,粒径≤200目。
8.权利要求1~7中任一项所述的柔性耐火混凝土在热工设备内衬的修补及整体施工中的应用,其特征在于,应用方法包括以下步骤:
1)对施工面进行清理,并控制施工面的温度;
2)将柔性耐火混凝土用锚固件或纤维粘结剂固定铺贴于施工面;
3)对柔性耐火混凝土的上层表面进行雾状喷水,水顺着陶瓷纤维布横向扩散,并通过陶瓷纤维布空隙往主材层渗透,同时通过玻璃纤维布引流,向柔性耐火混凝土深层扩散,直至柔性耐火混凝土的底层有少量泥浆渗出;
4)待耐火混凝土初凝后,在柔性耐火混凝土的上层表面均匀喷吹一层高铝水泥细粉,再进行雾状喷水至上层表面纤维含水饱和,使表层高铝水泥渗入陶瓷纤维布中;
5)静置养护,然后升温烘烤,烘烤完毕后投入使用。
9.根据权利要求8所述的柔性耐火混凝土在热工设备内衬的修补及整体施工中的应用,其特征在于,所述施工面的温度为10~30℃;所述雾状喷水的水温为20~50℃;所述耐火混凝土在不添加促凝剂时初凝时间为0.5~2h,添加促凝剂时初凝时间为10~30min。
10.根据权利要求8所述的柔性耐火混凝土在热工设备内衬的修补及整体施工中的应用,其特征在于,所述烘烤制度为:当应用场景的温度大于540℃时,2~5h均匀升温至105℃以上保温2~5h,接着在4h内升温至540~600℃保温2~5h,然后快速升温至应用场景使用温度投入正常使用;当应用场景的温度小于540℃时,在105℃保温结束后直接升温至应用场景使用温度投入正常使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311724651.0A CN117700245A (zh) | 2023-12-14 | 2023-12-14 | 一种柔性耐火混凝土及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311724651.0A CN117700245A (zh) | 2023-12-14 | 2023-12-14 | 一种柔性耐火混凝土及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117700245A true CN117700245A (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=90149260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311724651.0A Pending CN117700245A (zh) | 2023-12-14 | 2023-12-14 | 一种柔性耐火混凝土及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117700245A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104987092A (zh) * | 2015-07-05 | 2015-10-21 | 石倩文 | 一种耐火浇注料的制备工艺 |
| CN206844092U (zh) * | 2017-05-09 | 2018-01-05 | 韩三华 | 水泥毯 |
| CN116238233A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-06-09 | 中国人民解放军陆军勤务学院 | 一种快硬早强高抗折混凝土复合帆布设计制备方法 |
-
2023
- 2023-12-14 CN CN202311724651.0A patent/CN117700245A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104987092A (zh) * | 2015-07-05 | 2015-10-21 | 石倩文 | 一种耐火浇注料的制备工艺 |
| CN206844092U (zh) * | 2017-05-09 | 2018-01-05 | 韩三华 | 水泥毯 |
| CN116238233A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-06-09 | 中国人民解放军陆军勤务学院 | 一种快硬早强高抗折混凝土复合帆布设计制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12410106B2 (en) | Porous refractory cast material, its use and production | |
| CN101423410B (zh) | 一种复合结合硅质热修补料及其制备方法 | |
| CN100484897C (zh) | 防水型耐酸耐热轻质隔热浇注料及其制造方法 | |
| CN107032810B (zh) | 一种粘结性能优良的烧结大烟道用喷补料及制备方法 | |
| KR101146003B1 (ko) | 유리용융용 노를 위한 내화물시스템 | |
| CN102718513A (zh) | 一种铝镁质耐火浇注料及其制备方法 | |
| CN104326758A (zh) | 一种炼铁热风炉的耐高温抗热震管道及其制备方法 | |
| CN103288460A (zh) | 用于环形加热炉预制烧嘴砖的浇注料 | |
| CN106145964A (zh) | 用于大型钢包包底工作衬的干式捣打料 | |
| CN108503373A (zh) | 高炉铁口修复用耐火浇注料 | |
| CN103553665B (zh) | 一种快速烘炉的刚玉质不定型耐火防爆料及其使用方法 | |
| CN100467426C (zh) | 碳化硅抗结皮浇注料及其制造方法 | |
| JP2008190728A (ja) | 工業窯炉またはその付帯設備の内張り構造およびこれに使用するプレキャスト耐火物ブロック | |
| CN105060836A (zh) | 高地温隧道隔热衬砌混凝土及其制备方法 | |
| CN109000223A (zh) | 一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法 | |
| CN102303971B (zh) | 一种焦炉用熔融石英质浇注釉面砖及其制备方法 | |
| Sengupta | Manufacturing and properties of refractories | |
| CN117700245A (zh) | 一种柔性耐火混凝土及其应用 | |
| CN104829242A (zh) | 一种水泥窑用三次风管弯道预制件的制备方法 | |
| RU2348595C2 (ru) | Способ изготовления изделий из огнеупорной массы (варианты) | |
| CN118562516A (zh) | 一种用于焦炉的新型炭化室加煤口座结构及其施工方法 | |
| CN113666719A (zh) | 一种高炉风口用快干高强高荷软浇注料及其制备方法和应用 | |
| CN103224800B (zh) | 一种焦炉炉门整体浇筑工艺 | |
| JP6875609B2 (ja) | 大迫天井構造およびその製造方法 | |
| CN114234648A (zh) | 冷却机耐火材料的施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |