CN108358573B - 一种耐火混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土技术领域，尤其是一种耐火混凝土及其制备方法；质量份组成如下：亚铝酸盐水泥20‑40份、铝酸盐水泥10‑15份、钾水玻璃6‑8份、加强纤维15‑20份、密胺系减水剂6‑12份、高铝熟料粉10‑20份、煅烧偏高岭土10‑20份、NaOH溶液10‑15份、氢氧化铝3‑6份、氢氧化镁3‑8份、再生纤维素膜5‑12份、改性聚乙二醇2‑10份、水50‑80份；本发明中的耐火混凝土的耐火指标优于常规混凝土，与高铝熟料粉、煅烧偏高岭土相互配合，可以大大增加本发明的耐火性能，并且能增加本发明在受热时的机械性能，防止混凝土的坍塌。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其是一种耐火混凝土及其制备方法。
背景技术
由耐火集料、粉料和胶结料加水或其他液体配制不经煅烧而直接使用的不定形耐火材料，也称耐火灌筑材料。耐火混凝土为不烧制品，生产工艺简单，节省能源，可按照需要造型,整体性比砖砌炉衬好,适宜于机械化施工，合理利用时往往能延长炉衬寿命。耐火混凝土所用胶结料有高铝水泥、磷酸盐胶结料、水玻璃胶结料、粘土等。耐火混凝土主要用于冶金、石油、化工、建筑材料、机械等工业窑炉中。使用温度低于900℃的耐火混凝土称为耐热混凝土，主要用于热工设备的基础、烟囱、烟道等构筑物中。
随着目前我国房地产行业的快速发展，对于混凝土的需求量也越来越大，同时对于混凝土的各种性能也越来越重视，耐火混凝土由此产生，目前市场上所销售的耐火混凝土耐火效果差，混泥土的强度小，易开裂。因此，本发明提出了一种新的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种强度高、不易开裂、耐火效果好的耐火混凝土，本发明的另一个目的是：提供一种耐火混凝土的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种耐火混凝土，其质量份组成如下：亚铝酸盐水泥20-40份、铝酸盐水泥10-15份、钾水玻璃6-8份、加强纤维15-20份、密胺系减水剂6-12份、高铝熟料粉10-20份、煅烧偏高岭土10-20份、NaOH溶液10-15份、氢氧化铝3-6份、氢氧化镁3-8份、再生纤维素膜5-12份、改性聚乙二醇2-10份、水50-80份。
优选的，所述加强纤维选用改性碳纤维布和钢纤维的混合物，其体积比为：2-5:1。
优选的，所述改性碳纤维布采用改性碳纤维制得，改性碳纤维采用以下制备方法制得：
(1)研磨：先将长度为60-80微米的有机短碳纤维置于研磨机中，在磨介的作用下研磨48小时，使得短碳纤维的长度下降到0.5微米以下，长径比小于10；
(2)浸润：采用超分散剂对研磨后的短碳纤维进行浸润；
(3)包覆：采用表面处理剂对浸润后的短碳纤维进行包覆，期间，将短碳纤维的堆积密度控制在1以下，得到改性碳纤维。
优选的，所述超分散剂选用低聚皂类分散剂和丙烯酸共聚物中的一种。
优选的，所述钢纤维的直径为5μm～20μm，长度为5mm～20mm。
优选的，所述再生纤维素膜的制备方法如下：对天然软木纤维素进行闪爆改性，同时以一定浓度的NaOH溶液为溶剂，采用H2SO4水溶液为凝固剂，制备出再生纤维素膜。
优选的，所述煅烧偏高岭土的方法包括：
(1)还原煅烧步骤：在惰性气体气氛或氮气气氛环境下，煅烧片高岭土得到中间产物，所述中间产物中碳含量为0.5～1.2％；
(2)氧化煅烧步骤：在氧化气氛下，煅烧所述中间产物得到所述偏高岭土；
所述还原煅烧步骤的出料口处气体温度为780～860℃；
所述氧化煅烧步骤的煅烧出口温度为800～900℃。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
本发明中的耐火混凝土的耐火指标优于常规混凝土，本发明选用亚铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、钾水玻璃、氢氧化钠配合得到碱矿渣凝胶材料，具有良好耐高温性能和机械性能，与高铝熟料粉、煅烧偏高岭土相互配合，可以大大增加本发明的耐火性能，并且能增加本发明在受热时的机械性能，防止混凝土的坍塌；加强纤维、再生纤维素膜具有良好的机械性能和耐高温性能，并且在无氧条件下，其耐高温性能更优异，改性碳纤维表面粗糙，使得碳纤维表面暴露大量羟基，表面粗糙的碳纤维和水泥能更好的粘结，并且碳纤维表面的羟基可与水泥中的羟基发生键合。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种耐火混凝土，其质量份组成如下：亚铝酸盐水泥20份、铝酸盐水泥10份、钾水玻璃6份、加强纤维15份、密胺系减水剂6份、高铝熟料粉10份、煅烧偏高岭土10份、30％wtNaOH溶液10份、氢氧化铝3份、氢氧化镁3份、再生纤维素膜5份、改性聚乙二醇2份、水50份。
其中，加强纤维选用改性碳纤维布和钢纤维的混合物，其体积比为：2:1。
其中，改性碳纤维布采用改性碳纤维制得，改性碳纤维采用以下制备方法制得：
(1)研磨：先将长度为60-80微米的有机短碳纤维置于研磨机中，在磨介的作用下研磨48小时，使得短碳纤维的长度下降到0.5微米以下，长径比小于10；
(2)浸润：采用超分散剂对研磨后的短碳纤维进行浸润；
(3)包覆：采用表面处理剂对浸润后的短碳纤维进行包覆，期间，将短碳纤维的堆积密度控制在1以下，得到改性碳纤维。
其中，超分散剂选用低聚皂类分散剂和丙烯酸共聚物中的一种。
其中，钢纤维的直径为5μm～10μm，长度为5mm～10mm。
其中，再生纤维素膜的制备方法如下：对天然软木纤维素进行闪爆改性，同时以30％wt的NaOH溶液为溶剂，采用H2SO4水溶液为凝固剂，制备出再生纤维素膜。
其中，煅烧偏高岭土的方法包括：
(1)还原煅烧步骤：在惰性气体气氛或氮气气氛环境下，煅烧片高岭土得到中间产物，所述中间产物中碳含量为0.5～0.8％；
(2)氧化煅烧步骤：在氧化气氛下，煅烧所述中间产物得到所述偏高岭土；
所述还原煅烧步骤的出料口处气体温度为780～800℃；
所述氧化煅烧步骤的煅烧出口温度为800～820℃。
实施例2
一种耐火混凝土，其质量份组成如下：亚铝酸盐水泥30份、铝酸盐水泥12份、钾水玻璃7份、加强纤维18份、密胺系减水剂9份、高铝熟料粉15份、煅烧偏高岭土15份、30％wtNaOH溶液12份、氢氧化铝4份、氢氧化镁6份、再生纤维素膜8份、改性聚乙二醇6份、水70份。
其中，加强纤维选用改性碳纤维布和钢纤维的混合物，其体积比为：3.5:1。
其中，改性碳纤维布采用改性碳纤维制得，改性碳纤维采用以下制备方法制得：
(1)研磨：先将长度为60-80微米的有机短碳纤维置于研磨机中，在磨介的作用下研磨48小时，使得短碳纤维的长度下降到0.5微米以下，长径比小于10；
(2)浸润：采用超分散剂对研磨后的短碳纤维进行浸润；
(3)包覆：采用表面处理剂对浸润后的短碳纤维进行包覆，期间，将短碳纤维的堆积密度控制在1以下，得到改性碳纤维。
其中，超分散剂选用低聚皂类分散剂和丙烯酸共聚物中的一种。
其中，钢纤维的直径为10μm～15μm，长度为10mm～15mm。
其中，再生纤维素膜的制备方法如下：对天然软木纤维素进行闪爆改性，同时以30％wt的NaOH溶液为溶剂，采用H2SO4水溶液为凝固剂，制备出再生纤维素膜。
其中，煅烧偏高岭土的方法包括：
(1)还原煅烧步骤：在惰性气体气氛或氮气气氛环境下，煅烧片高岭土得到中间产物，所述中间产物中碳含量为0.8～1.2％；
(2)氧化煅烧步骤：在氧化气氛下，煅烧所述中间产物得到所述偏高岭土；
所述还原煅烧步骤的出料口处气体温度为820～840℃；
所述氧化煅烧步骤的煅烧出口温度为830～850℃。
实施例3
一种耐火混凝土，其质量份组成如下：亚铝酸盐水泥40份、铝酸盐水泥15份、钾水玻璃8份、加强纤维20份、密胺系减水剂12份、高铝熟料粉20份、煅烧偏高岭土20份、30％wtNaOH溶液15份、氢氧化铝6份、氢氧化镁8份、再生纤维素膜12份、改性聚乙二醇10份、水80份。
其中，加强纤维选用改性碳纤维布和钢纤维的混合物，其体积比为：5:1。
其中，改性碳纤维布采用改性碳纤维制得，改性碳纤维采用以下制备方法制得：
(1)研磨：先将长度为60-80微米的有机短碳纤维置于研磨机中，在磨介的作用下研磨48小时，使得短碳纤维的长度下降到0.5微米以下，长径比小于10；
(2)浸润：采用超分散剂对研磨后的短碳纤维进行浸润；
(3)包覆：采用表面处理剂对浸润后的短碳纤维进行包覆，期间，将短碳纤维的堆积密度控制在1以下，得到改性碳纤维。
其中，超分散剂选用低聚皂类分散剂和丙烯酸共聚物中的一种。
其中，钢纤维的直径为15μm～20μm，长度为15mm～20mm。
其中，再生纤维素膜的制备方法如下：对天然软木纤维素进行闪爆改性，同时以30％wt的NaOH溶液为溶剂，采用H2SO4水溶液为凝固剂，制备出再生纤维素膜。
其中，煅烧偏高岭土的方法包括：
(1)还原煅烧步骤：在惰性气体气氛或氮气气氛环境下，煅烧片高岭土得到中间产物，所述中间产物中碳含量为1～1.2％；
(2)氧化煅烧步骤：在氧化气氛下，煅烧所述中间产物得到所述偏高岭土；
所述还原煅烧步骤的出料口处气体温度为840～860℃；
所述氧化煅烧步骤的煅烧出口温度为880～900℃。
耐火极限试验
表1不同密胺系减水剂添加量的耐火极限，其余成分量同实施例2
表2不同煅烧偏高岭土添加量的耐火极限，其余成分量同实施例2
表3不同加强纤维添加量的耐火极限，其余成分量同实施例2
实施例1-3的耐火极限
综上所述：密胺系减水剂、煅烧偏高岭土和加强纤维的添加量越大，耐火极限越高，综合考虑，实施例2为优选实施方式。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (1)
1.一种耐火混凝土，其特征在于：其质量份组成如下：亚铝酸盐水泥20-40份、铝酸盐水泥10-15份、钾水玻璃6-8份、加强纤维15-20份、密胺系减水剂6-12份、高铝熟料粉10-20份、煅烧偏高岭土10-20份、NaOH溶液10-15份、氢氧化铝3-6份、氢氧化镁3-8份、再生纤维素膜5-12份、改性聚乙二醇2-10份、水50-80份；
所述加强纤维选用改性碳纤维布和钢纤维的混合物，其体积比为：2-5:1；所述钢纤维的直径为5μm～20μm，长度为5mm～20mm；
所述改性碳纤维布采用改性碳纤维制得，改性碳纤维采用以下制备方法制得：
(1)研磨：先将长度为60-80微米的有机短碳纤维置于研磨机中，在磨介的作用下研磨48小时，使得短碳纤维的长度下降到0.5微米以下，长径比小于10；
(2)浸润：采用超分散剂对研磨后的短碳纤维进行浸润；所述超分散剂选用低聚皂类分散剂和丙烯酸共聚物中的一种；
(3)包覆：采用表面处理剂对浸润后的短碳纤维进行包覆，期间，将短碳纤维的堆积密度控制在1以下，得到改性碳纤维；
所述再生纤维素膜的制备方法如下：对天然软木纤维素进行闪爆改性，同时以一定浓度的NaOH溶液为溶剂，采用 H2SO4水溶液为凝固剂，制备出再生纤维素膜；
所述煅烧偏高岭土的方法包括：
（1）还原煅烧步骤：在惰性气体气氛或氮气气氛环境下，煅烧片高岭土得到中间产物，所述中间产物中碳含量为0.5～1.2％；
（2）氧化煅烧步骤：在氧化气氛下，煅烧所述中间产物得到所述偏高岭土；
所述还原煅烧步骤的出料口处气体温度为780～860℃；
所述氧化煅烧步骤的煅烧出口温度为800～900℃。
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