论链条炉排锅炉中耐火混凝土的施工1.docx

精品 料推荐论链条炉排锅炉中耐火混凝土配比及施工摘要：在链条炉排锅炉上，均布置前拱、后拱。对於燃用不同燃料的锅炉，其前、后拱的倾角、高度和长度均有所不同。但不管什么形式的前、后拱，其所起的作用是相同的，就是使燃烧室内气体充分混合，使燃料及时着火、燃烧，以利于燃料的燃尽。前、后拱的上述作用，与其结构形式、砌筑质量等有直接关系，应予以足够的重视。关键词：链条炉排锅炉前拱、后拱耐火混凝土配比施工一、炉拱的材料1炉拱材料的性能要求炉拱材料有特定的要求， 一是耐高温性。 由于炉拱长期在高温下工作， 与高温烟气、高温灰渣、火焰直接接触，这就要求炉拱的材料具有足够的耐高温而不被熔化的性能， 同时具有承受灰渣的侵蚀能力。二是热震稳定性。在锅炉启动升到满负荷运行时，因操作不当，可能升温过快，或在正常满负荷时突然停炉，此时，前、后拱的温度变化很大。由于急冷急热，炉拱内部产生的内应力会引起拱的损坏。影响热震稳定的主要因素有线膨胀系数和导热系数。 线膨胀系数较小的材料具有较高的热震稳定性。导热系数较大的材料在温度突变时具有较强的吸热与放热能力， 可减少拱的内应力，则热震稳定性就好。 三是耐火材料的强度要求。 在锅炉运行时， 炉内存在着因燃烧不稳定而引起的压力的波动，甚至发生爆燃、 “打炮”，炉拱瞬间受到很大的压力，因此材料要有一定的强度。四是抗渣性。在高温下抵抗熔渣化学、物理作用的性能，选择材料应注意到这特性。五是材料的容重。材料的容重直接关系到炉拱的承载能力、材料的导热性能和耐压强度。综合以上所说，砌筑炉拱的材料耐火度必须在 1650以上，长期使用温度在 11001400，且线膨胀系数小，导热性能好，热震稳定性强，具有一定的机械强度的耐火混凝土或耐火砖。二耐火混凝土的种类和耐火度的选择1. 耐火混凝土的种类通常以胶结料的不同而称为硅酸盐耐火混凝土；铝酸盐耐火混凝土；水玻璃耐火混凝土；磷酸盐耐火混凝土和镁质耐火混凝土等。 耐火混凝土的耐火度是与胶结料和掺和料的粒度和配比有关的。一般说硅酸盐水泥耐火混凝土使用范围一般不超过650（此时指长期使用后耐火混凝土的温度而非环境火焰温度）因为此类混凝土在加热到 700以上时，硅酸盐水泥由于脱水失去强度致使结构完整性受到损坏， 在我们所讨论的工业锅炉的炉膛中拱壁的温度是经常超过此温限的，而锅炉的尾部烟道中虽然此类耐火混凝土可以承受， 但工业锅炉目前几乎多为重型炉墙，采用标型耐火砖是比较合理的。至于其它类型耐火混凝土由于成本较高或原料来源不多不去讨论，所以本文讨论的均属铝酸盐水泥耐火混凝土。水泥为胶结料的耐火混凝土就是我们要讨论的对象。 由于集料的种类和配比不同决定了最高耐1精品 料推荐火温度。我们的经验是耐火度的选择最好与使用处最高环境温度相适应。一般认为耐火度选择得越高越保险，因而不适当的采用价昂（如水玻璃为粘结剂的耐火混凝土）的耐火混凝土，其实这往往达不到理想效果， 这是因为耐火混凝土的高温强度与在工作过程中是否形成陶瓷化有很大关系。在使用中往往发现粉状剥落现象就是表面没有形成陶瓷化的原因。据国外资料介绍， 这类铝酸盐水泥从 700开始与耐火集料结合，在 800以上水合结合为陶瓷结合所补充。由于我们所讨论的对象是工业锅炉中使用此类混凝土砌筑拱的问题， 依据各类燃料的计算， 此处的最高工作温度一般为不会超过 1500，而且拱的任务是迫使炉篦上的火焰组成一定的燃烧环境，使连续进入炉膛的尽早着火充分燃烧。 因而对于耐火混凝土的强度并没有特殊要求， 只要承受自重和附加的积灰重量， 这一点是足够的。因此推荐采用耐火度为 1650左右的矾土水泥耐火混凝土用作砌筑链条炉拱的材料。2. 采用矾土水泥耐火混凝土浇注的前、后拱这种拱是以矾土水泥为胶结剂，与各种耐火骨料、粉料按比例配合，加水搅拌，浇注成形和养护后而制成的。矾土水泥的主要矿物为铝酸一钙，其水化速度快，且不析出氢氧化钙，因此矾土水泥耐火混凝土具有快硬、高强度的特点。同时也可以不掺加耐火粉料, 但为降低水泥用量提高矾土水泥耐火浇注料的耐火性能, 一般均掺加耐火粉料。耐火骨料和粉料一般采用粘土质和高铝质熟料，或同材质的废旧耐火砖碎粒等，其最高使用温度约为1400。矾土水泥耐火浇注料与硅酸盐水泥耐火浇注料相比, 具有较高的耐火性能。矾土水泥的主要矿物组成都具有较高的耐火度， 一般为 1700左右。荷生软化温度开始点和变形4%时分别为 1290和 1400左右。当采用一级矾土熟料时，其耐火度和荷重软化温度为1400，但是耐火骨料和粉料的品位不同，其最高使用温度也有差异。当以粘土熟料做耐火骨料和粉料时，其使用温度为13001350；当以二、三级矾土熟料做骨料和粉料时，其最高使用温度为13501400；当以一级矾土熟料做骨料和粉料时，其最高使用温度为 1450。它与磷酸、磷酸盐和硫酸铝等耐火浇注料相比 , 又具有材料价廉易得 , 施工方便等特点。除此之外 , 矾土水泥耐火浇注料还具有一定的抗硫酸盐侵蚀的性能。矾土水泥耐火浇注料具有良好的热震稳定性, 850水冷循环一般约为80 次，高的可达400次。常温导热率为 0.931.16W/(mk), 显气孔率为 18 22。烘干质量粘土质耐火浇注料为 2250 2350kg/m3, 二、三级矾土熟料耐火浇注料为 22502350 kg/m 3, 一级的为 25002700 kg/m 3。矾土水泥耐火混凝土的常温性能主要与水泥用量、水灰比、养护时间及方法等有关。在常温下能迅速生成铝胶和水化铝酸钙（CAH 10），其表面水份蒸发，铝胶形成薄膜而包裹耐火混凝土，内部水份不断被水泥颗粒内吸而水化，由于晶体的交叉生长使耐火混凝土具有一定的强度。一般12 小时就达到初凝，标准养护8 小时后，强度达到120kg/cm2 左右，一天后强度为300 kg/cm 2，如2精品 料推荐果在低于 5情况下养护，由于铝胶量形成少，CAH 10 也少，所以强度较低。另外，在相同的养护条件下，其耐压强度随配比中用水量的增加而降低，当水灰比相同，虽养护条件不同，而加热后耐压强度基本接近。由上可知，矾土水泥耐火混凝土材料的选择是很重要的，各种物料配比也比较严格，如稍有差异将会影响拱的质量和使用寿命。三、矾土水泥耐火混凝土施工中应注意的几个问题耐火混凝土的耐火度及耐火混凝土结构的寿命性能与掺合料和集料的成分和粒度配比，水灰比、材料的选择、膨胀缝的设置等均有很大关系，故仅就我们知道的点滴经验介绍如下：1、耐火混凝土的配合比选择耐火混凝土的配合比不但应满足耐火性的要求，同时必须满足一定强度和和易性的要求。组成材料本身的性能是决定耐火混凝土高温性能的主要因素。 但胶结材料的用量、 水灰比（或水胶比）、集料级配、掺料用量和外加剂等对改善耐火混凝土的高温性能也有很大作用。因此，配合比的选择亦非常重要。在进行选择配合比时，必须了解混凝土各组分对其性能的影响。（1）胶结料的用量一般情况下， 集料的耐火度都比胶结料高些。 胶结料的用量超过一定范围时， 随着胶结料的用量增加，混凝土的荷重软化点降低，残余变形增大，耐火性能降低。因此，为了提高耐火混凝土的高温性能，在满足施工和易性和常温强度的要求下，尽可能减少胶结料的用量。 如矾土水泥耐火混凝土在不同使用要求下，矾土水泥用量一般可控制在 1020%范围内（以混凝土总重量计） 。对荷重软化点耐火度要求较高而常温强度要求又不高的矾土水泥耐火混凝土，其水泥用量可控制在1015%以内。（2）水灰比或水胶比水灰比指加入水重与水泥加上掺合料（即配比中矾土矾土细粉）重量之比。如系手工捣打为0.40.45，荡动成振0.30.35。水泥耐火混凝土的水灰比增减对强度和残余变形的影响较显著。与普通混凝土相似，随着水灰比的增加，混凝土的强度降低。但对耐火混凝土更为显著。因为耐火混凝土经常处于高温环境，水分容易散失，水分容易散失，导致混凝土内部孔隙增加，结构疏松，强度降低。因此，配制耐火混凝土时，在施工条件允许的前提下，应尽可能减少用水量，降低水灰比。一般坍落度不宜大于2 厘米，最好采用干硬性混凝土。由于水不能多加，加矾土水泥的粘性较大，人工搅拌时较费力的，因此可以采用分批少量搅拌以求均匀。配制方法，一般宜先在搅拌筒内注入该批所需要的1/2 水，再加入矾土水泥和掺合料，搅拌匀后（一般不超过2 分钟）然后边搅拌边加入细粗骨料和其余1/2 水，并搅拌到均匀为止，时间不能太长，但总的搅拌时间不得少于五分钟。因为此类混凝土具有速凝性质，搅拌完成必须立即浇灌捣实，矾土水泥混凝土从搅拌至浇灌完3精品 料推荐毕不应超过三十分钟。 原则是随搅拌随用， 并捣实紧固以防局部出现大气孔。 这里要特别强调的是浇灌耐火混凝土时应连续一气呵成，不得在中途停止， （必须停止时只能在浇至木制膨胀缝处，否则两次浇灌的结缝处不能成为整体，这有损于拱的整体强度。 ）（3）集料级配集料中各级粒径颗粒的分配情况称为集料的级配。 集料的级配对混凝土混合料的工作性产生很大的影响，进而影响混凝土的强度。一般较好的集料应当是，集料的空隙率要小以节约水泥用量；集料总表面积要小以减小湿润集料表面的需水量； 要有适当含量的细集料以满足混合料工作性的要求。集料用量约占耐火混凝土混合料总量的 80%左右，改善集料的级配对提高耐火混凝土密实度和高温特性均有良好的效果。选择集料时必须注意集料的类别和耐火度，使之与胶结材料相适应，同时还应选择适宜的粒度。 一般粗集料如果粒径过大，用量过多，则耐火混凝土的和易性较差， 难于成型，密实度下降，在高温下易于分层脱落。（4）经验配合比由于耐火混凝土的配合比选择用计算法比较繁琐，一般常采用经验配比为初始配合比，再通过实验试拌调整，求出适用的配合比。矾土水泥耐火混凝土配比（重量比）要求如下：矾土水泥 400 号以上15%粗骨料（ 515 ）一般粘土熟料35%细骨料（ <5 ）一般粘土熟料35%粉料一般粘土熟料15%水量（外加量）11% 12%矾土水泥用量一般为15%左右，当使用温度较高时应尽量减少水泥量，适当增加粉料，使水泥和粉料保持在 30%左右；反之，可适当增加水泥量， 但不应超过 20%。粗细集料及掺合料要求： Al 2O3含量 6080%；Fe2O3<3%；耐火度 >1790；吸水率 <7%；耐火粉料可填充骨料空隙，并在高温下参与固相反应， 因此要求有一定的细度。 一般情况下，粉料细度要求小于粒径0.088 的应不少于粉料的 70%，所用材质应与骨料相同，或略好些，不允许用耐火泥代替。耐火骨粒径最大为15 ，使用温度较高时， 可适当减小粒径。 必须指出，以上配比不是一成不变的， 它将根据矾土水泥质量、耐火骨料和粉料的品位与性能， 在施工前经坍落度试验、 耐压强度试验确定最后配比。 正方体试块，在养护 3 天后进行常温下耐压强度试验，其耐压强度不低于 350 kg/cm2 。如条件许可，再做高温下耐压试验，在 1200时，不低于 80 kg/cm 2。当试块符合要求后，按此配比进行配制，搅拌必须均匀。对于粒径15 的粗骨料还需在配制前加水困料 4 小时（困料水量计算在11%12%比例中），由于矾土水泥耐火混凝土是快干硬化物质，4精品 料推荐因此一次配制不宜太多，配制搅拌好的料必须在30 分钟内用完，否则变硬失效。在浇灌时必须有木壳板，边浇边捣，捣得越实越好，折模后不能有大片孔洞，不应有较密的大于 2 的孔洞，浇注时预留、 膨胀缝。木模必须在浇注完毕3 小时后才能拆除，炉拱必须自然养护3 天以上，保持潮湿，温度为1525，环境温度低于5时，要采取升温措施，防止冻疏，以获得较高的耐压强度。2、耐火混凝土膨胀缝隙的设置耐火混凝土与一般混凝土结构不同之处在于要考虑冷态成型后要在热态工作这一上特点。如前所述若要尽力避免任何热应力存在，所以膨胀缝的合理设置是很重要的一环。如以受热面管为拱的支吊骨架，在与耐火混凝土接触部位用涂沥青的办法涂上一层12 的沥青层。在沿拱的长度和宽度方向一般每隔 1.52.0 米设置型的膨胀缝， 膨胀缝以 1 公分厚木板制成， 事先钉在成型模板上，这犹如水泥路面隔缝相似，除膨胀缝外，还有利于局部维修。在以上重点讨论的是以受热面为支吊结构的拱。如果是其它金属吊架作为混凝土的骨架的话，加DZL 型锅炉的前拱耐火砖运行中由于各种原因脱落， 可用原有铸铁吊架作为骨架整体浇捣前拱，这在只需在与侧墙相交处各垫上半公分木板作膨胀缝， 是可以安全使用的。 由于金属吊架无冷却， 故金属吊架被埋入耐火混凝土的最小深度不得小于 10 公分，这一点在模板做好了后要小心检查，否则易造成局部支架见火，膨胀量很快局部增大以致造成拱的裂损。四 . 耐火混凝土实验1、耐火混凝土拌和物和易性测定本方法适用于坍落度值不小于 10mm，骨粒最大粒径不大于 40mm的混凝土拌和物。测定时需拌制拌和物约 15kg。、主要仪器设备标准坍落度筒： 坍落度筒为截头圆锥形， 上下截现必须平行并与锥体轴心垂直， 筒外两侧焊把手两只，近下端两侧焊脚踏板，圆锥筒内表面必须十分平滑，圆锥筒尺寸为：标准坍落度筒底部内径： 200 2mm；顶部内径： 1002mm；高度： 3002mm。其他用量：弹头形捣棒（直径16mm，长 600mm 的钢棒，端部磨圆）；小铁铲；装料漏斗；木5精品 料推荐尺（宽 40mm，厚 34mm，长约 300mm）；钢尺；拌板；镘刀和取样勺等。、测定步骤每次测定前， 用湿布将拌板及坍落度筒内外擦净、润湿，并将筒顶部加上漏斗， 放在拌板上，用双脚踩紧脚踏板，使其位置固定。用取样勺将拌好的拌和物分三层均匀装入筒内，每层装入高度在插捣后大致应为筒高的1/3。顶层装料时，应使拌和物高出筒顶。插捣过程中，如试样沉落到低于筒口，则应随时添加，以便自始至终保持高于筒顶。每装一层分别用捣棒插捣25 次，插捣应在全部面积上进行，沿螺旋线由边缘渐向中心。插捣筒边混凝土，捣棒应稍有倾斜，然后垂直插捣中心部分。底层插捣应穿透整个深度。插捣其它两层时，应垂直攒捣至下层表面为止。装捣完毕即卸下漏斗， 将多余的拌和物刮去使与筒顶面齐平， 筒周围拌板上拌和物必须刮净、清除。将坍落度筒小心平稳地垂直向上提起，不得歪斜，提离过程约510s内完成，将筒放在拌和物试体一旁，量出坍落后拌和物试体最高点与筒高的距离（以mm 为单位计，读数精确至5mm），即为拌和物的坍落度。从开始装料到提起坍落度筒的整个过程应连续进行，并在150s 内完成。坍落度筒提离后， 如试件发生崩坍或一边剪坏现象， 则应重新取样进行测定。 如第二次仍出现这种现象，则表示该拌和物和易性不好，应予记录备查。测定坍落度后，观察拌和物的下述性质，并记入记录。粘聚性：用捣棒在已坍落的拌和物锥体侧面轻轻击打，如果锥体逐渐下沉，表示粘聚性良好；如果突然倒坍，部分崩裂或粗集料离析，即为粘聚性不好的表现。保水性：提起坍落度筒后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的拌和物也因失浆而骨料外露，则表明保水性不好。如无这种现象，则表明保水性良好。、坍落度的调整在按初步计算备好试拌材料的同时，另外还须备好两份为调整坍落度用的水泥与水，备用的水泥与水的比例应符合原定的水灰比，其重量可各为原来计算用量的5%与 10%。当测得拌和物的坍落度达不到要求，或粘聚性、保水性认为不满意时，可掺入备用的5%或10%的水泥和水；当坍落度过大时，可酌情增加粉料和集料，尽快拌和均匀，重做坍落度测定。2.耐火混凝土抗压强度试验、试验目的测定混凝土抗压极限强度作为混凝土质量的主要依据。、适用范围6精品 料推荐本方法适用于混凝土立方体抗压强度测定。、设备试验机：压力试验机或万能试验机，其精度应不低于 2%，其量程应能使试件的预期破坏荷载值不少于全量程的 20%，也不大于全量程的 80%。试验机上、下压板应有足够的刚度，其中的一块压板应安有球型支座以便于试件对中。在试验机上、下压板及试件之间，可垫以钢垫板，钢垫板两承压面均应经机构精加工。、试件的成型和养护、混凝土抗压强度试验一般以三个试件为一组。每一组试件所用的混合料应从同一盘或同一车运送的混凝土中取出， 或在试验室用机械或人工单独拌制。 用以检验现浇混凝土工程或预制构件质量的试件分组及取样原则， 应按现行钢筋混凝土工程施工及验收规范 及其它有关规定执行。、所有试件应在取样后立即制作。确定混凝土设计特征值、标号或进行材料性能研究时，试件的成型方法应视混凝土的稠度而定，一般来说，坍落度小于 70mm 的混凝土，用振动台振实，大于 70mm 的用捣棒人工捣实。抗压强度试验用的试件尺寸，应根据集料的最大颗粒直径按表选择。制作试块所需混凝土大致数量见表。试件边长 mm允许集料最大粒径 mm每层插捣次数每组需混凝土量 kg10010010030129150150150402530200200200605065、试件成型后应覆盖，以防止水分蒸发，并在室温为 205情况下至少静置一昼夜 （但不得超过 2 昼夜），然后编号拆模。拆模后的试件应立即放在温度在 203，相对湿度为 90%以上的标准养护室中养护。在标准养护室内试件应放在架上，彼此间隔为 35cm，并应避免用水直接冲淋试件。、试验步骤、试件从养护地点取出后应及时进行试验，以免试件内部的温、湿度发生显著变化。、试件在试压前应先擦拭干净，测量尺寸，并检查其外观，试件尺寸测量精度至1mm，并据此计算试件的承压面积值A 。试件不得有明显缺损，其承压面的不平度要求每100mm 不超过 0.05mm（0.05：100）承压面与相临面的不垂直偏差不超过1。、把试件安放在试验机下压板中心，试件的承压面与成型时的顶面垂直。开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。7精品 料推荐、以 0.30.8Mpa/s 的速度持续而均匀地加荷（低强度等级混凝土取较低的加荷速度，高强度等级混凝土取较高的加荷速度） ，当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载（P）。、试验结果计算、混凝土立方体试件抗压强度按下式计算：f 0= P ，A式中， f 0混凝土立方体试件抗压强度（MPa）；P破坏荷载（ N）；A 试件承压面积（ mm2）。混凝土立方体试件抗压强度的计算应精确至0.1 MPa。、以三个试件算术平均值作为该组试件的抗压强度值。三个试件中的最大值或最小值中，如有一个与中间值的差异超过中间值的15%则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如有两个测值与中间值的差超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。、取 150 150150mm 试件抗压强度为标准值， 用其它尺寸试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数（见表）。试件边长 mm换算系数100100 1000.95150150 1501.00200200 2001.05综上所述，炉拱材料的选择和配比、施工砌筑及施工工艺等都必须严格遵守国家有关规定，才能保证炉拱的使用寿命，确保锅炉经济安全使用。8