浅谈耐火混凝的应用

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1、查桂华（马钢集团设计研究院）摘要:掺有不锈钢纤维的耐火混凝土对渣线路基的耐高温及耐冲击起到了良好的效果。耐火混凝土是指短时间内暴露在900。（：以上的温度中，并在高温作用下保持所需要的物理力学性能的特种混凝土。用耐火混凝土建造的渣线维修保养的费用低廉、减少维修周期、使用寿命长、节约了土地、保护了环境、取得了很好的经济效益。关键词：结构、钢渣、耐火混凝土、钢纤维混凝土一、概述作为特种混凝土材料之一的耐火混凝土，是一种不经锻烧的新型耐水材料。耐火混凝土不同于耐热混凝土，指的是短时间内暴露在900°C以上的温度中，没有反覆加热的情况，并在高温作用下保持所需要的物理力学性能的特种混凝土。由耐火集料、

2、粉料和胶结料加水或其他液体配制不经懒烧而直接使用的不定形耐火材料。它可分为：①普通耐火混凝土。所用集料有高铝质、粘土质、硅质、碱性材料（镁砂、铸铁矿、白云石等）或特种材料（碳素、碳化硅、错英石等），也可以采用几种耐火集料组合。②隔热耐火混凝土。主要用耐火轻集料配制。所用轻集料有膨胀珍珠岩、蛭石、陶粒、多孔粘土熟料、空心氧化铝球等，也可用几种耐火轻集料组合，或与耐火集料共同组合。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。耐火混凝土为不烧制品，生产工艺简单，节省能源。一般使用温度为1300-1600X耐火混凝土已在各种工业窑炉中广泛应用。链条炉排尾部的挡渣铁最多使用一个

3、采暖期,每年均须更换挡渣铁•用耐火混凝土挡渣墙可以代替挡渣铁，且费用低,使用寿命长.而耐热不锈钢纤维掺入耐火基体后，可大幅度提高耐热构筑物的抗热腐蚀性、抗热循环冲击性、耐热等级及抗热磨耗性能。无钢纤维使用寿命为1年，有钢纤维使用寿命为2.5年;显著地提高经济效益二、耐火混凝土在马钢三钢固定渣线改造中的应用。马钢三钢钢渣渣线最早是钢渣出炉入锅后经铁路运至现场，自然倾倒在渣场，形成路基，这种路基钢厂称之为活动渣线；原因是因为钢渣倾倒在渣场后需要不断拨道，废工废时，且极为不安全。历年来形成的大量废弃钢渣占用了大量的土地并形成环境污染，不算土地占用费每年的拨道、铁路维护保养、处置环境污染的费用约在1

4、50-300万之间。为此马钢投资3000万元新建了一条废弃钢渣利用生产线,将钢渣破碎后，选出钢渣中的含量金属，余渣作为水泥厂的原料。为了配合废弃钢渣的综合利用项目并减少土地占用，保护环境，安全生产，马钢三钢厂决定修建一条固定渣线。固定渣线长约200米，高约9米，顶部宽约4.5米，钢渣至现场的温度约在800-1200度之间。因此，渣线路基的耐高温及耐冲击是设计中首先需要解决的问题。掺有不锈钢纤维的耐火混凝土是解决上述问题的良好材料。耐火混凝土配料采用磷酸+高铝掺合材料：一、二级矶土粉及苏洲泥.细骨料：一级矶土砂+硅石。并按一定的比例掺入耐热不锈钢纤维。此种配方的耐火混凝土耐火温度在1300度以

5、上，最高耐火温度可达1600度。耐火混凝土的原材料主要有胶凝材料和耐火骨料，主要原材料的性质决定了耐火混凝土的特性和用途。大部分耐火混凝土在高温影响下，产生残余收缩，混凝土继续致密。这主要是由于组成的液相表面张力和重结晶作用促使结晶物质和固体物质互相靠近，引起混凝土致密。如高铝质耐火混凝土,y-AI2Q（比密度3.7）成为a-AhQ（比密度4.0）的重结晶即引起残余收缩;又如高硅质耐火混凝土由于重结晶，组成密度较小的新物质，产生残余膨胀，即当石英重结晶成磷石英和方石英时，比密度从2.65降到2.30-2.32，引起混凝土的残余膨胀。耐火混凝土耐急冷热性一般在5~25次范围内。耐火混凝土一般不

6、适宜配筋，因为在高温下钢筋可能引起增加弹性变形成及产生腐蚀等问题。钢筋由于水硬性粘结，而使耐火混凝土具有较高的抗压强。加热时，在800-1000°C范围内粘结力降，抗压强度可以下降为原始强度的20%进一步加热时，由于形成陶瓷粘结强度可以再升高。耐火混凝土一般不适宜配置钢筋另一个原因为0〜300°C时钢筋的膨胀系数为40x106/°C，而铝酸盐高铝质耐火混凝土的膨胀系数为（6・2〜7・0）x107°C,两者相差4〜5倍以上，钢筋膨胀,混凝土开裂或剥落，钢筋氧化或软化而失去增强作用。本例工程设计中采用了钢筋混凝土，是因为铁路路基堆体高，渣线路基侧坡陡，为保证列车行车安全、减少混凝土用、节约造价。

7、设计中充分利用了耐火混凝土表面温度深入其0-300rwi后迅速衰减的特点,在距耐火混凝土表面200nnn处配置计算钢筋，而耐火混凝土竖墙的受力钢筋距其表面n800rw钢筋可选用热轧钢筋,或钢筋表面〃渗铝",以提高其抗氧化能力，这样使用温度可提高至800弋左右,实践证明效果良好。六、结论本例工程实施几年来，成效显著。渣线维修保养的费用低廉、减少维修周期、使用寿命长、节约了土地、保护了环境、取得了很好的经济效益。