硅酸盐水泥耐火混凝土在高炉外壳中的应用

1、波特兰水泥耐火混凝土在高炉炉壳中的应用姓名：刘强(5702105089)专业课：材料055一.概述硅酸盐水泥耐火混凝土由普通硅酸盐水泥或矿渣水泥、磨细掺合料、耐热粗细骨料和水配制而成。这种耐火混凝土要求普通硅酸盐水泥不得掺入石灰石外加剂。磨细外加剂可采用粘土熟料、磨细石英砂、瓷砖粉等。其中，二氧化硅。Al2O3能在高温下与CaO反应形成稳定的无水硅酸盐和铝酸盐，从而提高水泥的耐热性。耐热粗细骨料可使用重矿渣和红砖。2.高炉基础耐热混凝土的质量控制及原则1.原材料选择和质量控制1.1水泥选择32.5普通硅酸盐水泥。除了满足规范硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的要求外，其质量可用作制备耐热混凝土的普通硅

2、酸盐水泥。它还需要满足以下要求：(1)能在高温下分解的惰性混合物料，如石灰石、菱镁矿、白云石等。不得混合以防止高温分解引起的开裂和破坏；(2)水泥强度不得低于38N/mm2。1.2粗骨料和细骨料所用耐热混凝土的极限使用温度不得低于800英镑.因此选择火成岩作为耐火骨料。粗骨料的粒径控制在5 25毫米；细骨料的粒径应控制在0.15 5毫米之间，为达到高堆密度和高温，要求选择级配良好的骨料。1.3外加剂为了改善耐热混凝土的高温性能，改善施工和易性，降低水泥用量，掺入30%40%的粉煤灰代替部分人工粗砂，粗砂的细度模数由3.3降低到2.8。粉煤灰的质量应符合规范规定的标准。1.4外加剂为了改善耐热混

3、凝土的和易性和保水性，降低用水量，加入水泥用量2.0%左右的高效减水剂。1.5水用自来水搅拌，酸碱度为7。2.耐热混凝土的配合比设计2.1影响耐热混凝土的主要因素2.1.1水泥由于火成岩骨料的耐火性高于普通硅酸盐水泥，耐热混凝土的高温性能随着水泥用量的增加而降低，因此在满足施工和易性和室温强度要求的同时，应尽可能减少水泥用量。2.1.2水灰比由于耐热混凝土经常处于高温环境，水容易流失，导致混凝土内部气孔增多，结构松散，强度低。因此，在施工条件允许的前提下，用水量和水灰比应尽可能降低(一般应控制在0.5以下)。骨料级配和砂率粗骨料粒径过大，用量过大，容易造成耐热混凝土混合料和易性差，难以成型，密

4、实度下降，高温下容易分层和脱落，因此砂率应控制在40%50%。2.2配合比设计以经验配合比作为耐热混凝土的初始配合比，通过实验室试拌调整确定施工配合比。本工程耐热混凝土现场搅拌，台车运输，机械振捣。坍落度控制在20 30毫米，砂率为47%，水灰比为0.42。C25耐热混凝土的配合比为水泥：碎石：碎石砂：粉煤灰：外加剂=1:3.3:360023，一方的用量为=1:3.336000233.硅酸盐水泥耐火混凝土在高炉炉壳中的应用(实例)1.安徽省定远盐矿定远县建安公司-铝土矿水泥耐火混凝土锅炉前后施工实践锅炉是现场组装的工业炉，工作压力不高于2.5兆帕，蒸发量不大于当温度高于每小时350千牛顿时，锅

5、炉内的温度非常高。为了防止前、后拱的水冷壁总管和水冷壁管被高温损坏，必须在它们外面浇注耐火混凝土。根据锋面温度变化的特点1.2拌制矾土水泥耐火混凝土用水应使用洁净水，不得使用污水、海水水或含有有害杂质的水1.3浇注铝矾土水泥耐火混凝土的模板应具有足够的刚度和强度，模板尺寸应准确，模板拼接应严密，防止施工中变形和漏浆，模板还应刷隔离剂脱模。1.4矾土水泥耐火混凝土应按重量比配制。称量速凝剂、水、矾土水泥粘结剂和粉料的允许误差为1%，称量骨料的允许误差为3%。应测量湿骨料的含水量，调整矾土水泥耐火混凝土的用水量，严格控制水灰比，但骨料应尽可能保持干燥，以免影响混凝土强度。采用机械振动时，混凝土坍落

6、度不应大于40毫米，采用人工振动时，混凝土坍落度不应大于60毫米。1.5铝土矿水泥耐火混凝土应进行机械搅拌，以实现均匀混合。严禁在搅拌好的耐火混凝土中加入任何水或水泥矾土水泥，否则会严重影响耐火混凝土的强度，已初凝的耐火混凝土不得浇筑。1.6耐火混凝土中的钢筋必须是耐热钢筋，否则容易碳化和膨胀，导致混凝土剥落和脱落。在实际施工中，应选用耐热钢筋，钢筋表面不应有污垢，并应涂0.8毫米厚的沥青层。1.7耐火混凝土应振捣密实，振捣机具采用人工振捣器。使用振动器时，浇注层厚度不得超过振动器作用部分长度的1.25倍。锅炉油炸后的耐火混凝土施工中，棒头应选用小型振动器。1.8浇筑耐火混凝土应连续进行。前一

7、层混凝土凝固前，应浇筑第二层混凝土。如果间隔超过凝结时间，应按施工缝的要求处理。当混凝土浇筑面积较大时，应设置伸缩缝。在施工过程中，施工缝应尽可能留在伸缩缝处。1.9矾土水泥耐火混凝土的适宜养护温度为1525，养护时间不少于3天，养护环境为湿养护。混凝土硬化后应覆盖养护并浇水，浇水频率应足以保持混凝土湿润。但是，当铝矾土水泥耐火混凝土的施工温度高于上述最佳温度时，应在浇筑后3 4天浇水养护，并采取降温措施。2.宜昌磷肥厂浇注耐火混凝土修补流化床炉顶的实践宜昌磷肥厂硫酸生产装置规模为120 kt/a，主要以尾矿为原料。在1995 1997年间，流化床炉的掉砖现象时有发生。虽然大修机会被用于过程中

8、间的局部修整，但由于缺乏有效的措施，效果并不令人满意。1997年下半年，流化床底部压力逐渐增加到最大值14千帕，这增加了底部风机的负荷，影响了流化床炉的正常运行。1998年1月大修时，对流化床锅炉炉顶进行了检查，发现炉顶坍塌现象十分严重。铸铁外壳只有500毫米长，外壳的衬砖全部坍塌，拱顶的异形砖严重磨损。如果不进行紧急处理，流化床锅炉的顶部和出口将面对烧穿甚至坍塌的危险，后果不堪设想。2.1车顶损坏分析原因是外壳下部和异形砖之间的间隙太小。当外壳受热向下膨胀时，异形砖会在压力下坍塌，这样外壳的底部会被高温多尘的炉气直接冲走，炉气很快就会被冲走，然后外壳内的耐火砖会坍塌，外壳内壁会大面积暴露在炉

9、气中，3.1项目概述甘肃中部的一家水泥厂年产水泥30万吨，该厂有一座4米60的立管预热器回转窑。其中，窑尾立着圆筒预热器的余热利用属于节能装置。采用预制打入桩基，为现浇框架结构。框架的最高高度是47。20m。垂直管预热器是25。37m高，由五个耐火混凝土碗组成。3.2设计要求和材料选择3.2.1普通硅酸盐水泥耐火混凝土五罐罐壳的普通硅酸盐水泥耐火混凝土约为89m3，不与火直接接触。(1)耐火混凝土设计技术规范指标为：最高使用温度为900；粗细骨料和粉料的耐火极限为1670；水泥425不，普通硅酸盐水泥不允许含有石灰石掺合料。(2)耐火混凝土设计物理指标为：干燥抗压强度等级为C13燃烧后抗压强度

10、等级30%的干燥抗压强度等级，耐火混凝土不开裂。(3)耐火材料：选用甘肃永登水泥厂生产的425号普通硅酸盐水泥；上海被选为耐火骨料和粉料耐火材料厂生产的燧石粘土熟料。粗骨料15毫米，细骨料6毫米，粉末通过4900孔/cm2标准筛。3.2.2矾土水泥耐火混凝土耐火混凝土内衬预制缩口板块、卸料斗、旋风筒、回转窑进出口端等。直接接触火源。(1)耐火混凝土设计技术条件：最高使用温度：1300；耐火骨料的耐火极限为1770；氧化铝水泥编号为500。(2)耐火混凝土的设计物理指标为：干燥抗压强度等级 C33，110干燥拱的体积密度大于2500kg/m3；燃烧后的抗压强度等级应30%，耐火混凝土应无裂缝；在

11、1300下燃烧3h后，线性变化为1。5%。负载软化温度极限工作温度。(3)耐火材料：选用上海白水泥厂生产的500号铝土矿水泥；耐火骨料和粉料是上海白水泥厂生产的二次矾土熟料。3.3配合比选择3.3.1普通硅酸盐水泥耐火混凝土(1)配合比选择：根据有关单位的经验和数据，建议普通硅酸盐水泥耐火混凝土的配合比为1: 1: 4，水灰比控制在0.4以内。根据现场施工设备和条件，在推荐配合比的基础上进行复试和试配。最后，水泥粉细骨料粗骨料(重量比)=1113的配合比为：坍落度为5.5cm，110干燥后的抗压强度为40.50MPa，3h，3h和900煅烧后的抗压强度为13。72兆帕，比率为34%。(2)当上

12、述配合比用于现场施工时，试件的抗压强度为33。在110、10下干燥后3h。在3小时和900下燃烧后的线性变化为-0。75%。耐火混凝土无裂缝，技术指标符合设计物理指标要求。3.3。2矾土水泥耐火混凝土根据供应商介绍的配合比，对施工用水灰比进行了优化。根据第二轮试验结果，水泥：粉：细骨料：粗骨料的配比为11.200.802，坍落度为5cm，容重为2620kg/m3，110干燥后的110抗压强度为61.19 MPa，1300煅烧3 h后的抗压强度为41.19 MPa。根据该配合比，用于现场施工，试件试验结果表明耐火混凝土无裂缝技术和物理指标已由设计院、建设单位和施工单位协商，并通过验收。3.4主要

13、施工方法建筑技术(建筑技术)3.4.1施工顺序施工顺序如下：窑尾框架结构施工立管锅壳耐火混凝土施工立管锅耐火砖内衬砌筑锅体内空心锥台耐火混凝土施工立管间耐火混凝土缩口板块预制砌筑(1)骨料中不得混入花岗岩物质，以防骨料受热损坏。花岗岩含有大量的应时(20% 40%)。受热时，应时的晶型发生变化，这是普通硅酸盐水泥耐火混凝土失效的重要原因。此外，石灰石和白云石在加热过程中分解，产生大量氧化钙和氧化镁。当这些岩石被加热和冷却时，它们将不可避免地再次溶解和膨胀，这将严重破坏耐火混凝土的结构。因此，耐火混凝土搅拌站的背景应覆盖帆布等。使耐火材料不与地面直接接触，以免其它杂物。搅拌机使用前，应对搅拌机中

14、存放的普通混凝土进行凿毛、清洗和冲洗干净。(2)在耐火混凝土施工中，水灰比的控制是关键。当水灰比掌握不好时，如果比最佳值稍大一点，混凝土就会变成稀汤。因此，搅拌机的供水系统，如定量水表、水泵、电磁筏、水管等，应提前检修，以保证用水量的准确性。耐火混凝土用强制搅拌机搅拌。首先将粗细骨料和2/3用水量加入搅拌机中搅拌均匀，然后加入水泥和剩余的1/3用水量，连续搅拌3分钟后即可出料。从拌水到浇注时间，混合料不得超过30分钟，夏季应缩短。(3)在铝矾土水泥耐火混凝土硬化过程中，需要大量的水，因此大量的铝矾土水泥制品必须在终凝和脱模后及时进行定期淋水，一般淋水养护时间不小于7d，保持耐火混凝土制品有足够

15、的湿度。铝矾土水泥耐火混凝土的养护温度不得高于30或低于5，最佳养护温度为15 25。在炎热的气候下，应经常用水冷却，以保持耐火混凝土产品的表面湿润。冬季施工时严禁蒸汽养护。采取保温措施时，保持温度在5左右。俄罗斯提出了一种预测混凝土抗渗性的方法目前，建筑工人已经知道了预测混凝土强度的博罗米公式和计算混凝土抗冻性的公式，但很少有人在混凝土配合比设计中研究混凝土抗渗性的预测。不久前，俄罗斯有人提出了一种可靠的混凝土抗渗性预测方法，并提出了一个简单的计算公式。该公式的形式和基本点与博罗米公式相似且对应。公式是b=a (r /1000) (r /B-0。5)，其中b是混凝土的抗渗性(MPa)，R是水泥等级，r /b是混凝土的水胶比，a是取决于所用材料的性能、混凝土配合比、混合料和混凝土性能的系数。上述公式的试验条件为：混凝土混合料的水灰比为0。5、坍落度为20mm，卵石粒径为5 40 mm，中砂细度模数为2，标准稠度水泥浆用水量为水泥重量的27%，铝酸三钙含量为8%，无矿物掺合料，混凝土含气量为1