CN111704473A - 一种保温耐火浇注料及其制备方法、浇筑方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保温耐火浇注料技术领域，具体涉及一种保温耐火浇注料及其制备方法、浇筑方法、应用。按质量百分数计，所述浇注料的原料包括1.7～2.6％的第一组分和97.4～98.3％的第二组分；其中，所述第一组分包括胶结剂35～40％、黏土粉13～20％、轻质骨料40～50％，所述第二组分为水。本发明的这种耐火浇筑料虽然容重较轻，但体积稳定、强度高、结构气密较好，结构重量较其他浇注料减轻40～60％。同时，本发明的这种耐火浇筑料具有很好的保温隔热效果，使用温度高，可直接接触火焰作工作衬使用，实现高温节能，可快速烘炉，高空隙率排气顺畅，缩短烘炉工期，经济效益显著。

Description

一种保温耐火浇注料及其制备方法、浇筑方法、应用
技术领域
本发明涉及保温耐火浇注料技术领域，具体涉及一种保温耐火浇注料及其制备方法、浇筑方法、应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
目前，国内保温耐火浇注料施工一般采用以下几种：
(1)重质浇注料，由耐火物质制成的粒状以及粉状原料，并掺入定量结合剂以及水份共同构成，其拥有较高的流动性，合适用浇注方式施工，是一种无需加热能够强硬的不定形耐火原料。通常在运用现场以浇注、轰动或捣固的方式浇筑成型，重质浇注料具有隔热、保温、吸水率低等色，施工方便，是高温下有耐碱侵蚀部位施工的产物。同时，重质浇注料具有和易性好，粘结力强，初凝时间以及施工可操纵时光长，强度增加快、抗渗性强、不需求酸化办理、易于包管砌体灰缝的密实充满。
(2)粘土质耐火浇注料，是用软质黏土作结合剂与硅酸铝质或刚玉莫来石质等耐火骨料、粉料和外加剂配制的可浇注耐火浇注料，其具有中温强度高、热态强度高、高温下体积稳定性能好和耐剥落性强的特点。
(3)低水泥SiC质耐火浇注料，用SiC大于97％的碳化硅作为耐火骨料和粉料，添加SiO2超微粉和金属硅防氧化剂，用耐火水泥作结合剂并加聚磷盐减水剂，低水泥SiC质耐火浇注料特征是线膨胀系数低，热导率高，强度大，耐磨性能好。
目前，常用的保温耐火浇注料材料具有以下几方面的施工缺点：
(i)碳化硅耐火浇注料由于碳化硅溶水性差，在象浇注料这样的水系不定形耐火材料中，有时流动性差造成碳化硅耐火浇注料的致密性不好，另外就是缺乏烧结、难以得到高强度，最大的缺点就是在某种气氛下化学性质很不稳定，例如，在氧化性气体(如氧气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳)、氧化铁等中容易被腐蚀，在铁水和真空中容易被氧化分解。
(ii)粘土质耐火浇注料能抗酸性熔渣和酸性气体的腐蚀，对碱性的物质抵抗性能较差，热性能好，耐急冷急热，粘土质耐火浇注料在温度超越1200℃后，其中的低熔点物质逐步熔化，因颗粒受表面张力效果而互相靠的很紧，发生体积收缩。
发明内容
本发明公开一种保温耐火浇注料及其制备方法、浇筑方法、应用，该保温耐火浇注料奔放具有体积密度小、热导率小、浇注完整性好，干燥强度好，使用温度高，节能环保，具有一定耐压强度以及施工方便等特点。同时这种浇注料适用于以浇注方式成型的不定形耐火材料，具有耐火性能，耐高温性能，抗腐蚀性。
具体地，为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：
本发明第一方面，公开一种保温耐火浇注料，按质量百分数计，其原料包括1.7～2.6％的第一组分和97.4～98.3％的第二组分；其中，所述第一组分包括胶结剂35～40％、黏土粉13～20％、轻质骨料40～50％；所述第二组分为水。
进一步地，按质量百分数计，所述保温耐火浇注料的原料包括2％的第一组分和98％的第二组分；其中，所述第一组分包括胶结剂38％、黏土粉16％、轻质骨料46％；所述第二组分为水。
进一步地，所述轻质骨料包括膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒、粘土质或高铝质多孔熟料等中的任意一种，以这些轻质材料作为骨料，得到的保温耐火浇注料虽然容重较轻，但体积稳定，强度高，结构气密较好，结构重量较其他浇注料明显减小。
进一步地，所述胶结剂包括普通硅酸盐水泥、矾土水泥、水玻璃、磷酸盐等中的至少一种。
进一步地，所述保温耐火浇注料还包括外加剂，例如，减水剂、增塑剂、消泡剂等中的至少一种。
本发明第二方面，公开所述保温耐火浇注料的制备方法，包括将所述骨料用水润湿，然后加入所述胶结剂、黏土粉以及剩余的水，搅拌至料色均一，即得。
进一步地，所述制备方法中，搅拌至色泽均匀且萌购手捏成团，即得。
进一步地，所述制备方法中，将水均分为两份，即先用其中一份水润湿骨料，将另一份水与所述胶结剂、黏土粉共同加入润湿后的骨料中。
进一步地，所述制备方法中，还包括在润湿后的骨料中加入外加剂的工序。
进一步地，所述胶结剂为普通硅酸盐水泥时，制备的保温耐火浇注料放置时间不应超过60min。
进一步地，所述胶结剂为矾土水泥、水玻璃或磷酸盐时，制备的保温耐火浇注料放置时间不应超过30min。
本发明第三方面，公开所述第二方面的制备方法得到的保温耐火浇注料的浇筑方法，包括如下步骤：
(1)将浇筑基面清理干净，且固定好浇筑模型，备用。
(2)将制备好的保温耐火浇注料分层浇注、分层振捣在所述模型中，即得。
进一步地，所述浇筑方法中，当所述保温耐火浇注料是浇筑在刚浇筑成型的浇注料表面时，应在该浇注料养护24h后再进行浇注。且，优选地，所述浇注料中的胶结剂为水玻璃或磷酸盐时，应用防水纸、塑料薄膜隔离后，再进行下一层浇注料的浇注。
进一步地，所述浇筑方法中，浇筑接缝处时，应将接缝表面的松散部分清除干净，并浇水湿润后再进行浇筑。
进一步地，所述浇筑方法中，浇注后浇筑料表面应振捣平整、密实，不得有肉眼可见的裂纹。
进一步地，所述浇筑方法中，轻质浇注料的养护制度应根据所用胶结剂而定，可采用干法养护或不需养护。
本发明第四方面，公开所述保温耐火浇注料在锅炉炉膛建造中的应用。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的这种保温耐火浇筑料虽然容重较轻，但体积稳定、强度高、结构气密较好，结构重量较其他浇注料显著减轻。
(2)本发明的这种保温耐火浇筑料具有很好的保温隔热效果，使用温度高，可直接接触火焰作工作衬使用，实现高温节能，可快速烘炉，高空隙率排气顺畅，缩短烘炉工期，经济效益显著。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为本发明第一实施例制备的保温耐火浇注料的效果图。
图2为本发明第一实施例制备的保温耐火浇注料浇筑成型的效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本发明中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。现根据具体实施例对本发明进一步说明。
第一实施例
一种保温耐火浇注料的制备，其制备原料包括如下组分(按质量百分数计)：2％的第一组分和98％的第二组分；其中，所述第一组分包括42.5硅酸盐水泥38％、黏土粉16％、膨胀珍珠岩46％，所述第二组分为水。制备方法包括如下步骤：
(1)按照本实施例中各原料的比例分别称取第一组分、第二组分。
(2)将所述水均分为两份，即先用其中一份润湿所述膨胀珍珠岩，然后加入所述胶结剂、黏土粉以及另一份水共同加入润湿后的膨胀珍珠岩中，搅拌至色泽均匀，且能够手捏成团，即得保温耐火浇注料，其效果图如图1所示。
(3)将步骤(2)得到的保温耐火浇注料浇筑在清理干净的长方体模具中进行振动成型，振动时间为15分钟，使拌和料的压缩比为1.8，以保证浇注料的体积密度，成型后，进行自然养护3天，环境温度控制在25℃以下，环境温度高于25℃时，初凝后进行潮湿养护，养护完成后得到的保温耐火浇注料如图2所示，经过测试，该浇注料为体积密度0.621g/cm3，耐压强度1.84MPa，耐火温度900℃以上，热导率为0.166W/(m.k)。
第二实施例
一种保温耐火浇注料的制备，其制备原料包括如下组分(按质量百分数计)：1.7％的第一组分和98.3％的第二组分；其中，所述第一组分包括42.5硅酸盐水泥40％、黏土粉20％、膨胀蛭石40％，所述第二组分为水。制备方法包括如下步骤：
(1)按照本实施例中各原料的比例分别称取第一组分、第二组分。
(2)将所述水均分为两份，即先用其中一份润湿所述膨胀蛭石，然后加入所述胶结剂、黏土粉以及另一份水共同加入润湿后的膨胀蛭石中，搅拌至色泽均匀，且能够手捏成团，即得保温耐火浇注料。
(3)将步骤(2)得到的保温耐火浇注料浇筑在清理干净的长方体模具中进行振动成型，振动时间为12分钟，使拌和料的压缩比为1.8，以保证浇注料的体积密度，成型后，进行自然养护3天，环境温度控制在25℃以下，环境温度高于25℃时，初凝后进行潮湿养护，养护完成后。经过测试，得到的保温耐火浇注料体积密度0.633g/cm3，耐压强度1.72MPa，耐火温度900℃以上，热导率为0.177W/(m.k)。
第三实施例
一种保温耐火浇注料的制备，其制备原料包括如下组分(按质量百分数计)：2.4％的第一组分和97.6％的第二组分；其中，所述第一组分包括42.5硅酸盐水泥37％、黏土粉13％、膨胀珍珠岩50％，所述第二组分为水。制备方法包括如下步骤：
(1)按照本实施例中各原料的比例分别称取第一组分、第二组分。
(2)将所述水均分为两份，即先用其中一份润湿所述膨胀珍珠岩，然后加入所述胶结剂、黏土粉以及另一份水共同加入润湿后的膨胀珍珠岩中，搅拌至色泽均匀，且能够手捏成团，即得保温耐火浇注料。
(3)将步骤(2)得到的保温耐火浇注料浇筑在清理干净的长方体模具中进行振动成型，振动时间为14分钟，使拌和料的压缩比为1.6，以保证浇注料的体积密度，成型后，进行自然养护3天，环境温度控制在25℃以下，环境温度高于25℃时，初凝后进行潮湿养护，养护完成后。经过测试，得到的保温耐火浇注料体积密度0.627g/cm3，耐压强度1.66MPa，耐火温度900℃以上，热导率为0.189W/(m.k)。
第四实施例
一种保温耐火浇注料的制备，其制备原料包括如下组分(按质量百分数计)：2.6％的第一组分和97.4％的第二组分；其中，所述第一组分包括42.5硅酸盐水泥35％、黏土粉18％、陶粒47％，所述第二组分为水。制备方法包括如下步骤：
(1)按照本实施例中各原料的比例分别称取第一组分、第二组分。
(2)将所述水均分为两份，即先用其中一份润湿所述陶粒，然后加入所述胶结剂、黏土粉以及另一份水共同加入润湿后的陶粒中，并加入第一组分总质量3.5％的消泡剂，搅拌至色泽均匀，且能够手捏成团，即得保温耐火浇注料。
(3)将步骤(2)得到的保温耐火浇注料浇筑在清理干净的长方体模具中进行振动成型，振动时间为12分钟，使拌和料的压缩比为1.6，以保证浇注料的体积密度，成型后，进行自然养护3天，环境温度控制在25℃以下，环境温度高于25℃时，初凝后进行潮湿养护，养护完成后。经过测试，得到的保温耐火浇注料体积密度0.613g/cm3，耐压强度1.79MPa，耐火温度900℃以上，热导率为0.184W/(m.k)。
第五实施例
一种保温耐火浇注料的制备，其制备原料包括如下组分(按质量百分数计)：2％的第一组分和98％的第二组分；其中，所述第一组分包括42.5硅酸盐水泥38％、黏土粉16％、刚玉莫来石质骨料46％，所述第二组分为水。制备方法包括如下步骤：
(1)按照本实施例中各原料的比例分别称取第一组分、第二组分。
(2)将所述水均分为两份，即先用其中一份润湿所述刚玉莫来石质，然后加入所述胶结剂、黏土粉以及另一份水共同加入润湿后的刚玉莫来石质中，搅拌至色泽均匀、手捏成团、易于成型，即得保温耐火浇注料。
(3)将步骤(2)得到的保温耐火浇注料浇筑在清理干净的长方体模具中进行振动成型，振动时间为15分钟，使拌和料的压缩比为1.8，以保证浇注料的体积密度，成型后，进行自然养护3天，环境温度控制在25℃以下，环境温度高于25℃时，初凝后进行潮湿养护，养护完成后经过测试，该浇注料为体积密度3.387g/cm3，耐压强度1.73MPa，耐火温度700℃以上，热导率为0.294W/(m.k)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种保温耐火浇注料，其特征在于，按质量百分数计，其原料包括1.7～2.6％的第一组分和97.4～98.3％的第二组分；其中，所述第一组分包括胶结剂35～40％、黏土粉13～20％、轻质骨料40～50％，所述第二组分为水。
2.根据权利要求1所述的保温耐火浇注料，其特征在于，按质量百分数计，所述保温耐火浇注料的原料包括2％的第一组分和98％的第二组分；其中，所述第一组分包括胶结剂38％、黏土粉16％、轻质骨料46％，所述第二组分为水。
3.根据权利要求1或2所述的保温耐火浇注料，其特征在于，所述轻质骨料包括膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒、粘土质或高铝质多孔熟料中的任意一种；
或者，所述胶结剂包括普通硅酸盐水泥、矾土水泥、水玻璃、磷酸盐等中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的保温耐火浇注料，其特征在于，所述保温耐火浇注料还包括外加剂，优选地，所述外加剂包括减水剂、增塑剂、消泡剂中的至少一种。
5.权利要求1-4任一项所述的保温耐火浇注料的制备方法，其特征在于，包括将所述骨料用水润湿，然后加入所述胶结剂、黏土粉以及剩余的水，搅拌至料色均一，即得。
6.根据权利要求5所述的保温耐火浇注料的制备方法，其特征在于，搅拌至色泽均匀且能够手捏成团，即得；
或者，所述制备方法中，将水均分为两份，先用其中一份水润湿骨料，将另一份水与所述胶结剂、黏土粉共同加入润湿后的骨料中；
或者，所述制备方法中，还包括在润湿后的骨料中加入外加剂的工序。
7.根据权利要求5或6所述的保温耐火浇注料的制备方法，其特征在于，所述胶结剂为普通硅酸盐水泥时，制备的保温耐火浇注料放置时间不应超过60min，或者所述胶结剂为矾土水泥、水玻璃或磷酸盐时，制备的保温耐火浇注料放置时间不应超过30min。
8.权利要求5-7任一项所述的制备方法得到的保温耐火浇注料的浇筑方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将浇筑基面清理干净，且固定好浇筑模型，备用；
(2)将制备好的保温耐火浇注料分层浇注、分层振捣在所述模型中，即得。
9.根据权利要求8所述的浇筑方法，其特征在于，所述浇筑方法中，当所述保温耐火浇注料是浇筑在刚浇筑成型的浇注料表面时，应在该浇注料养护24h后再进行浇注；优选地，所述浇注料中的胶结剂为水玻璃或磷酸盐时，应用防水纸、塑料薄膜隔离后，再进行下一层浇注料的浇注；
或者，所述浇筑方法中，浇筑接缝处时，将接缝表面的松散部分清除干净，并浇水湿润后再进行浇筑；
或者，所述浇筑方法中，浇注后浇筑料表面应振捣平整、密实，不得有肉眼可见的裂纹；
或者，所述浇筑方法中，轻质浇注料的养护制度采用干法养护或不需养护。
10.权利要求5-7任一项所述的方法制备的保温耐火浇注料或者权利要求8或9所述的浇筑方法得到的保温耐火浇注料在锅炉炉膛建造中的应用。
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