耐火混凝土配比、使用方法

耐火混凝土是以矾土水泥或低钙铝酸盐水泥等为结合剂，以耐火熟料为骨料和粉料制成的水硬性耐火混凝土。这是目前使用较广的一类耐火混凝土。下面河南耐火材料厂介绍下耐火混凝土的使用方法，此法只适用于铝酸盐耐火混凝土，并不适用于磷酸盐耐火混凝土。

一、对原材料的要求

1.水泥

各种水泥应符合国家标准，标号不得低于425号。水泥在储运过程中易受空气湿度的影响而结块变质，必须严格检查。

2.骨料

骨料是耐火混凝土的骨架，一般占总重量的70％以上，是决定耐火混凝土高温性能的重要因素。耐火粘土和高铝熟料均应选用充分煅烧的，粗径最大取。粒径愈大，耐急冷急热愈差。

3.粉料

可采用与骨料相同的材料磨细而成，细度小于0.088mm的细粉量应大于85％。粗细骨料及细磨粉料必须保证化学成分、技术性能合乎要求，不应含有其他杂质，尤其不应含有石灰石、白云石等。

4.水

制作耐火混凝土的水，应是无酸、碱及油质的净水。

二、模板的配制

耐火混凝土用的模板应根据工程结构的特点和工程量的大小予以选择。模板的类型有固定式、吊挂式和工具式等。模板材质通常为钢模和木模。

模板支设时，应符合下列要求：

1）尺寸准确，符合设计规定。装配和拆卸方便，支撵牢固，用后变形小。模板与耐火混凝土的接触面应光滑严密，成型过程中不漏浆。

2）采用木模时应使用树脂成分多的木材，并且用机械油、塑料布和防水纸等不吸水材料处理，防止吸收耐火混凝土的水分。使用钢模时也要涂油，以便脱模。

3）对腐蚀性或粘结性较强的耐火混凝土，应在模板内设隔离层。

4）预留膨胀缝用的木板条等应固定牢靠，避免受振捣时移位。

5）为了运输、施工的方便，在大型预觎块中应设置吊环，埋入深度约左右。尽量配制在冷面，以利于降低吊环的温度。

三、锚固件的安装

锚固件一般分金属和非金属两种，它的一端焊于炉壳或钢架上，并埋入耐火混凝土中，起着支撑和连接的作用。耐火混凝土锚固件的设置应按设计规定，通常在低温部位采用金属锚固件，高温部位则采用陶瓷锚固砖。安装锚固件时必须注意下列事项：

1）金属锚固件根据炉体结构的不同部位采用不同形式，炉墙和拱顶的金属锚固件有V形、L形和Y形等几种。

2）一般金属锚固件的两端埋设到炉墙厚度的2／3处，锚固砖一般露于加热面上。

3）金属锚固件的安装间距视炉墙厚赛、高度而定，一般其水平间距约为550~600mm，竖向间距约为采用锚固砖时，侧墙部分的间距多为300～500mm，炉顶部分约为200～300mm。

四、配料

耐火混凝土预制块，通常是根据图样上提供的要求进行配料。若在工地自配耐火混凝土时，则应通过试验室进行试配，在满足施工和易性要求的情况下，制成试块，并按所规定的项目进行检验。当检验结果达到设计要求后，才能确定最终的施工组成。

配料时必须注意下列事项：

1）制作耐火混凝土预制块时，配料必须按重量比准确称量。

2）水泥用量过多，会使耐火混凝土的耐火度、荷重软化温度降低，重烧。收缩增加，水泥用量不足时，耐火混凝土的强度降低。一般水泥用量应取12％~15％。

3）加水量对耐火混凝土的性能有显著影响，在能够成形的条件下，水分应尽量减少。水灰比是指水与水泥加粉料之比。

五、搅拌

耐火混凝土的搅拌方式以及搅拌所用的机械，与普通混凝土基本相同。如能采用强制式搅拌机，则效果更好。为了保证搅拌质量，降低劳动强度，一般均应采用机械搅拌。

搅拌时必须注意下列事项：

1）人工搅拌水泥结合剂耐火混凝土时，应先将水泥与粉料均匀再加骨料，然后加水拌匀。

2）机械搅拌硅酸盐水泥耐火混凝土，一般宜在搅拌筒内注入1／2的水，再加入水泥，搅拌1min，然后边搅拌边倒入粗细骨料和剩余的水，并搅拌到均匀为止。总的搅拌时间不得少于5min。

3）对矾土水泥耐火混凝土的混搅(加入后的搅拌)，最好一次加完所需水量，并要有足够的混搅时间。泥料混搅是否符合要求，可根据“手捏成团”，观察泥料色泽与均匀性以及流动性等来判断。

4）耐火混凝土的一次搅拌量，应以内施工完为一批量。

5）冬季作业应使骨料保持一定温度并可采用温水搅拌，水温不应超过40~50℃。不能采用低熔点的化学促凝剂，如CaCl2、NaCl等，否则会降低其高温性能。

6)在更换耐火混凝土品种时，搅拌机必须冲洗干净，不得存有残留物，因为它对另一品种的耐火混凝土来说是有害物质。

六、成形

成形方法一般可分为振动成形和捣打成形。振动成形用来制作预制块或现场浇灌。对于块度大，数量多、形状简单的制品，可采用预制生产。现场浇灌适用于使用温度不高、要求整体性强和一般的基墙等部位。对制作质量较高而数量较少的制品，如各种喷嘴砖、电弧炉的出钢槽和炉盖等部位均可采用捣打成形。

1.振动成形

振动成形时必须注意下列事项：

1）铺料层一般为300~400mm。当采用插入式振动棒时，浇注层厚度不应超过振动棒作用部分长度的1.25倍。振动棒的移动间距不应大于作用半径的1.5倍。

2）每层浇注时间不宜超过45min，在浇注时一层层循环浇注，振动棒应插入原下层浇注科30mm以上，以便层与层之间联接牢固，防止出现裂纹。

3）由于耐火混凝土混合物的粘度大，流动性较小，采用振动棒成形时插点应该加密，做到快插、轻拔、慢移动，以免造成空洞。

4）使用振动棒时，不允许将其支承在结构的钢筋上，并应避免碰撞钢筋、芯管和预埋件。

5）成形高度较大和薄壁预制块时，为使耐火混凝土振捣致密，可分次加料和振动，每层料厚约100~150mm。

6）薄型耐火混凝土预制块可用平板振动器，在其表面进行振捣。但每次浇注层的厚度不应超过200mm。平板振动器的振动间距，应保证振动器的平板能覆盖巳振捣完毕的区段的边缘部分。

7）耐火混凝土一般应连续进行浇注，在前一层浇注料初凝前，应将下一层浇注料浇注完毕。如施工间隙超过其初凝期时，应按施工缝要求进行处理。

8）预制块振动成形完毕后，才可将表面抹平。如边振边抹，易导致层裂。

9）在每一位置上的振捣延续时间，应能保证耐火混凝土获得足够的捣实程度，即耐火混凝土表面返浆、边角严密、不再沉落时为宜。

2.捣打成形捣打成形时必须注意下列事项：

1）分层捣制，每层加料厚度不大于150mm，要求密实度达50％以上。层与层之间需用耙子(见图5-15)耙松后，再加料捣打，四角周边要充分捣固。

2)连续进行，当捣打完一层后，需在它未硬结前耙松再捣打第二层。间隔过久，会产生分层现象而影响使用效果。

3)严格控制混合料的水分，尽量做到每批料的成形水分一致。以免在捣打过程中，产生鼓泡起波的“橡皮土”或捣打不紧密现象。

七、养护与脱模

用水泥为结合剂的耐火混凝土是水硬性的，常因早期脱水而发生表面“起皮”现象。

为此，耐火混凝土成形初凝后，应及时进行养护。养护的目的是为了凝结和硬化，从而获得初期强度(设计强度的70％)。

耐火混凝土按一定条件，养护一定时间才能获得足够的强度。如不严格按照养护要求，将会严重影响耐火混凝土的质量。

1.硅酸盐水泥耐火混凝土的养护养护时必须注意下列事项：

1）硅酸盐耐火混凝土适宜于浇水养护，使制品中的水泥在水化过程中形成脱水硬化。

2）潮湿养护应在混凝土硬化开始后加以覆盖并浇水，浇水次数以能保护混凝土有足够的潮湿状态为宜。养护温度为15~25℃，养护时间应大于7d。

3）硅酸盐水泥混凝土进行蒸汽养护的升温速度宜为10～15℃／h，最大不应超过20℃／h，降温速度不宜超过40℃／h。冬季养护温度为60～80℃，养护时间0.5～1d。

2.矾土水泥耐火混凝土的养护

矾土水泥混凝土中的水泥水化增强快，并产生大量放热反应，易使其表面产生裂纹。矾土水泥耐火混凝土需在不小于20℃的潮湿环境中养护3d，养护温度不可超过30℃。为此，在耐火混凝土凝固后即应浇水或淋雾养护，或成形后16h浸入水中养护，切不可在烈日下曝晒，更不可用蒸汽养护。

3.低钙铝酸盐水泥耐火混凝土的养护

它是在不小于20℃的潮湿环境中养护7d。由于在常温下硬化缓慢，为缩短养护时间，可用蒸汽在75~85℃养护1d。

耐火混凝土经振动和捣打成形后，都需要放置一定时间后才能脱模。脱模时间与耐火混凝土的品种、气温、成形水分、制品的形状和大小，促凝剂的效果等因素有关。

脱模时应保证耐火混凝土不受损坏，棱角保持完整。拆卸模板时应轻振轻敲，防止损坏模具。拆下的模板应及时清理粘附在模板上的泥浆，如不清除，再用时模板装不严，容易跑浆，同时影响预制块尺寸的准确性。

八、烘烤

耐火混凝土使用前的烘烤，是决定使用效果好坏的关键。烘烤的目的是排出耐火混凝土中大量的水分，以免在使用过程中，由于水分急剧汽化而导致炸裂现象。烘烤时必须注意下列事项：

1）烘烤湿度以500℃为宜。升温应缓慢，升至150℃及350℃应有一定保温时间。大型预制块的烘烤，，升温和保温约需80h，闷炉冷却16h，共4d。

2）用耐火混凝土砌筑的炉子，其烘烤的时间应比耐火砖砌筑的同类炉子要长。

3）在使用中直接接触铁液、钢液的部位，耐火混凝土必须烘烤至500℃以上，才可使用。