２２
【试验研究】
ＭＫＰ结合高铝质耐火浇注料的性能研究
谢晓丽１，严 云１，２，胡志华１，２
（１．西南科技大学材料学院，四川 绵阳 ６２１０１０；２．先进建筑材料四川省重点实验室，四川 绵阳 ６２１０１０）
摘要：研究了以氧化镁和磷酸二氢钾反应所得的镁质磷酸盐水泥胶凝材料（ＭＫＰ）为结合剂的高铝质浇注料的性能及影响该浇注料性能的诸因素。探索性研究发现：硅灰的用量是该浇注料体系８５０℃和１ １００℃强度的主要影响因素，ＭＫＰ胶凝体系的用量是１１０℃强度的主要决定因素，而１ １００℃的线收缩率的主要影响因素是氧化镁和磷酸二氢钾的摩尔比值。并且此浇注料的强度不但与煅烧温度有关，而且还和氧化镁的活性有关，因此可以通过调节硼砂的量和氧化镁的活性来调节体系的可作业时间。
关键词：镁质磷酸盐水泥胶凝材料；高铝质浇注料；矾土；强度
中图分类号：ＴＱ１７７．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２００７）０６－００２２－０４
Study on the Performances of MKP-based High Alumina Castable
Xie Xiaoli 1, Yan Y un 1,2, Hu Zhihua 1,2
(1.Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010;
2.Key Laboratory for Advanced Building Materials of Sichuan Province, Mianyang 621010)
Abstract: In the paper,the performances of new type of building material, MKP-based high alumina castable and the factors controlling its properties were investigated. The experimental results shown that the amount of SiO 2 added into the system is the main influence factor for the strength of the castable at 850℃ and 1 100℃, but as far as the strength of 110℃ MKP and fly ashes are main one. For permanent linear change of the specimens at 1 100℃, the mol ratio of MgO to KH 2PO 4 is very important. The strength of castable is not only dependent of the calcine temperature in which the specimens were treated but also related with the activity of MgO. In addition, the setting time of castable can be regulated by controlling the dosage of Na 2B 4O 7?10H 2O and the activity of MgO powder.
Key words: MKP; high alumina castable; bauxite; strength
高铝质浇注料是指Ａｌ２Ｏ３含量大于４８％的耐火浇注料［１］，具有冷热强度高、耐磨性好、耐热震、抗剥落以及高温下体积稳定性好等特点。它的应用非常广泛，水泥窑窑头、窑尾、旋风预热器、三次风管、蓖冷机、精炼炉盖、高炉、加热炉等均可。其中，对于高炉炉壁、炉底的修补料，目前采用较多的是酚醛树脂结合的刚玉质耐火浇注料，该种材料不但成本较高，而且结合剂为了满足材料的性能要求还要进行酚醛树脂的改性［２］
，这无疑又增加了施工的程序。鉴于以上原因，本实验研究了一种新型的ＭＫＰ为结合剂，矾土熟料为骨料的高铝质浇注料，用做高炉的大规模炉底、炉壁的修补材料。
镁质磷酸盐水泥胶凝材料（ＭＫＰ）是氧化镁（ＭｇＯ）与磷酸二氢钾（ＫＨ２ＰＯ４）发生化学反应，生成以磷酸钾镁为主要粘结相的胶凝材料，是新型水泥质材料的一种。ＭＫＰ具有超快凝快硬性能以及很高的水化热；而且还同其他水泥一样，具有很好的耐磨性、抗冻性及体积稳定性［３］
。用ＭＫＰ做结合剂的浇注料目前在国内外都还没有报道，因此研究还不是很多，应用范围也较窄。但就其他方面的使用来看，可以作为核
固化原料和路面修复材料的研究在国外有相关的报道
［４－５］
。ＭＫＰ胶凝体系是由氧化镁、磷酸二氢钾、粉
煤灰共同组成的体系，其中根据资料显示粉煤灰占胶凝体系的６０％，因此可以通过改变氧化镁与磷酸二氢钾的比例来调节此胶凝体系的性质。
本实验以ＭＫＰ作为结合剂的高铝质浇注料，适合高温阶段的窑炉体系，而价格低廉、来源广泛的粉煤灰的加入，还可以降低ＭＫＰ结合高铝质浇注料的成本。实验中通过研究氧化镁的一些性质来改变结合剂ＭＫＰ的性能，使其满足生产的需要。同时，研究了硅灰用量、氧化镁与磷酸二氢钾的摩尔比值、胶凝体系及硼砂用量等因素对轻质浇注料的影响。１ 原材料与试体制备１．１ 实验原材料
实验用原料主要为：矾土熟料骨料（粒度５～１．２ｍｍ、１．２～０．３ｍｍ和＜０．３ｍｍ），矾土细粉（山西阳泉，比表面积为＞７ ０００ｃｍ２
／ｇ和＞７００ｃｍ２
／ｇ），轻烧氧化镁（纯度８５％，活性氧化镁含量９５％），重烧氧化镁（纯度为９３％），粉煤灰（江油湿灰，比表面积为
２２５ｍ２／ｋｇ），硅灰，磷酸二氢钾以及缓凝剂硼砂。
原料的化学成分见表１。１．２ 实验方法
（１）
用正交实验法确定实验方案，研究硅灰、Ｍ／Ｐ（轻烧氧化镁／磷酸二氢钾）的摩尔比值、Ｂ／Ｍ（硼砂／氧化镁）的质量比值、胶凝体系四个因素对（轻烧氧化镁）ＭＫＰ为结合剂的高铝质浇注料的影响，其中每个因素取三个水平，实验方案及结果见表２。
表１ 原料的化学组成（％）
原料ＳｉＯ
２Ａｌ
２
Ｏ
３
Ｆｅ
２
Ｏ
３
ＣａＯＭｇＯＳＯ
３
Ｋ
２
ＯＮａ
２
ＯＰ
２
Ｏ
５
ＬＯＩ
粉煤灰５８．０５２８．３４．６７１．５７１．７２０．８７２．７６０．３２０．２１１．９７
矾土熟料－８００．９３－－－－－－－
表２ 正交试验设计及结果
实验ＡＢＣＤ抗折强度（ＭＰａ）抗压强度（ＭＰａ）１
１００℃线
序号硅灰Ｍ／Ｐ的Ｂ／Ｍ的胶凝１１０℃８５０℃１
１００℃１１０℃８５０℃１
１００℃
收缩率
用量摩尔比质量比体系（％）１１１１１０．９１．４６．９２．９２．６２２．４０．７２１２２２１．５２．０７．０６．２６．５２５．１０．４３１３３３１．５１．１４．２１０．２３．２１６．９０．５４２１２３２．４３．１７．８１４．８１３．２３０．００．５５２２３１１．３２．０９．２５．７７．２４４．６０．６６２３１２２．３２．８１０．０９．７１３．０３６．４０．３７３１３２２．２３．３１１．３１０．８１６．２５３．６０．８８３２１３２．８３．０６．５１３．１１４．４３４．１０．４９３３２１１．６２．３１０．９５．４１３．０４８．００．３
（２）
依据表２得出的最优配方，其他因素及因素水
平不变，只将重烧氧化镁／磷酸二氢钾的摩尔比值重新确定为２／１、４／１、６／１和８／１，同时将比表面积＞
７
０００ｃｍ２／ｇ的矾土细粉用比表面积＞７００ｃｍ２／ｇ的矾土细粉代替。
（３）
为了更清楚掌握此浇注料体系的可作业时间，测定了由粉煤灰、氧化镁、磷酸二氢钾组成的胶凝体系的凝结时间。１．３ 试体制备
按各配方的比例将上述原料混合并加入一定的水搅拌均匀后倒入４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ的三联模，人工捣打成型。制备好的试样在室温下养护２４ｈ，脱模后自然养护２４ｈ，经１１０℃、２４ｈ烘干后，分别在８５０℃、１
１００℃焙烧３ｈ。然后测定经１１０℃×２４ｈ，８５０℃×
３ｈ，１
１００℃×３ｈ热处理后试样的线变化率（只讨论
１
１００℃的线变化）、抗折强度和抗压强度（见表３、４）。
表３ 各因素对抗折强度的极差分析
极差
１１０℃抗折强度（ＭＰａ） ８５０℃抗折强度（ＭＰａ）１
１００℃抗折强度（ＭＰａ）
ＡＢＣＤＡＢＣＤＡＢＣＤ
Ｋ
１ｊ
１．３００１．８３３２．０００１．２６７１．５００２．５６７２．４００１．９００６．０３３８．４６７７．８００９．２００
Ｋ
２ｊ
２．０００１．８６７１．８３３２．０００２．６００２．３３３２．４３３２．７００９．０００７．７６７８．３６７９．４３３
Ｋ
３ｊ
２．２００１．８００１．６６７２．２３３２．８６７２．０６７２．１３３２．３６７９．５６７８．３６７８．４３３５．９６７
Ｒ
ｊ
０．９０００．０６７０．３３３０．９６６１．３６７０．５０００．３０００．８００３．５３４０．７０００．６３３３．４６６
表４ 各因素对抗压强度的极差分析
极差
１１０℃抗压强度（ＭＰａ） ８５０℃抗压强度（ＭＰａ）１
１００℃抗压强度（ＭＰａ）
ＡＢＣＤＡＢＣＤＡＢＣＤ
Ｋ
１ｊ
６．４３３９．５００４．６６７４．６６７４．１００１０．６６７１０．０００７．６００２１．４５７３５．３３３３０．９６７３８．３３３
Ｋ
２ｊ
１０．０６７８．３３３８．８００８．９００１１．１３３９．３６７１０．９００１１．９００３７．０００３４．６００３４．３６７３８．３６７
Ｋ
３ｊ
９．７６７８．４３３８．９００１２．７００１４．５３３９．７３３８．８６７１０．２６７４５．２３３３３．７６７３８．３６７２７．０００
Ｒ
ｊ
３．６３４１．１６７０．３３３８．０３３１０．４３３１．３００２．０３３４．３００２３．７６６１．５６６７．４００１１．３６７
２ 结果与讨论
２．１ 各因素对（轻烧氧化镁）ＭＫＰ结合浇注料各项性能的影响
（１）
由表３的极差知，影响浇注料抗折强度因素的主次顺序分别：１１０℃时，胶凝体系＞硅粉用量＞Ｂ／Ｍ的质量比值＞Ｍ／Ｐ的摩尔比值；８５０℃时，硅粉
用量＞胶凝体系＞Ｍ／Ｐ的摩尔比值＞Ｂ／Ｍ的质量比值；１
１００℃时，硅粉用量＞胶凝体系＞Ｍ／Ｐ的摩尔比值＞Ｂ／Ｍ的质量比值。由表３及图１的分析可以看出， 硅粉的用量是此浇注料高温抗折强度的主要影响因素，且当硅粉的用量为６％时强度值最好。可能的原因是因为，硅粉的活性适宜，在高温阶段与骨料
２３
２４
（３） 对于一般的浇注料而言，１１０℃烘干后的线收缩率很小，在此不做详细的讨论。由表２的结果及图３可知：１ １００℃烧后的线收缩率影响最大的是ＭＫＰ＋
中的三氧化二铝（Ａｌ２Ｏ３）发生反应生成莫来石提高了体系的强度［６］。而胶凝体系的量为２０％时，我们所研究的ＭＫＰ结合高铝质浇注料的抗折强度和抗压性能最好。因为耐火材料的高温抗折强度指标，主要取决于制品的化学矿物组成，组织结构和生产工艺。可能高温时氧化镁与磷酸二氢钾反应生成了具有更好粘性的ＭｇＰ４Ｏ１１。但是过量时，ＭＫＰ内部的轻烧ＭｇＯ 的过量就会导致水化过快，凝结时间缩短。就抗折强度而言，最佳水平匹配是：Ａ３Ｂ１Ｃ２Ｄ２。
（２） 由表４的极差以及图２的分析得到，影响浇注
粉煤灰即胶凝体系的用量，可能是因为高温时原料之间反应结合生成的陶瓷相，导致固相的体积增大，结合牢固。而氧化镁／磷酸二氢钾的摩尔比值为２（即３水平）时，线收缩率取得最小值，可能的原因是，由于氧化镁的过量，在高温时与骨料中的三氧化二铝结合，生成的陶瓷相混合物的固相体积增大使得分子的结构更加致密，物质之间可以接近于颗粒之间直接结合成结晶网的境界。所以抵消了它的负面影响，从而取得了好的效果。对于耐火材料来说，其体积稳定性的要求是很高的，通常变化范围是０．５％～１．０％，因此使得其线变化最小的数据就是最好的，由此结合以上图形的结果，可以得出此浇注料在１ １００℃线收缩率的最佳水平匹配为：Ａ２Ｂ３Ｃ２Ｄ３。
２．２ （轻烧氧化镁）ＭＫＰ与（重烧氧化镁）ＭＫＰ结合浇注料的强度对比
由表５可知，由重烧氧化镁实验时ＭｇＯ／ＫＨ２ＰＯ４
摩尔比值最佳为４／１。又由表２、表５及图４可以看
表５ （重烧氧化镁）ＭＫＰ结合浇注料性能结果
Ｍ／Ｐ
抗折强度（ＭＰａ）
抗压强度（ＭＰａ）
１
１００℃线
１１０℃８５０℃１ １００℃１１０℃８５０℃１ １００℃收缩率（％）２１．４１．５８．４８．９２０．６５２．００．２８４２．４３．３８．７１３．８２８．８５５．６０．２５６２．３３．１７．９１０．９２２．０４９．５０．５６８
１．７
２．７
７．７
５．６
１８．９
３５．０
０．７８
到：８５０℃和１ １００℃时，重烧氧化镁结合的浇注料比轻烧氧化镁结合浇注料的平均抗压强度有了很明显的提高，分别提高了１２．７ＭＰａ和１３．４ＭＰａ。原因是轻烧氧化镁的反应速度太快了，原料在搅拌的时候，反应就已经开始了，到高温处理的时候，可能会使一些需要氧化镁参加的反应因为它的不足而导致强度不能提高。而抗折强度没有很明显的提高，但是从表中的数据可以看出，抗折强度还是有一定的提高的。总
谢晓丽等：ＭＫＰ结合高铝质耐火浇注料的性能研究
料抗压强度因素的主次顺序分别：１１０℃时，胶凝体系＞硅粉用量＞Ｍ／Ｐ的摩尔比值＞Ｂ／Ｍ的质量比值；８５０℃时，硅粉用量＞胶凝体系＞Ｂ／Ｍ的质量比值＞Ｍ／Ｐ的摩尔比值；１ １００℃时，硅粉用量＞胶凝体系＞Ｂ／Ｍ的质量比值＞Ｍ／Ｐ的摩尔比值。通过前面的分析可以看出硅粉的用量是影响此浇注料高温抗压强度的主要因素，且无论是低温还是高温，当硅粉的用量为６％时强度值最好。原因是：硅粉属于超细粉，具有良好的流动性，减水效果显著，使ＭｇＯ的水化量减少，有利于降低浇注料的显气孔率和高温收缩率。硅粉的主要成分ＳｉＯ２既可以与ＭｇＯ和水反应生成蛇纹石或滑石［７］，也可以直接与水作用生成－Ｓｉ－ＯＨ基（即硅醇基），在８０℃以前，硅醇基主要以氢键形式存在； ８０～６００℃， 硅醇基大量脱水聚合形成牢固的－Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ－结合的三维空间网络结构，使浇注料强度较高［８］。胶凝体系同样是２０％时浇注料的抗压强度最好。就抗压强度而言，最佳的水平匹配为：Ａ３Ｂ１Ｃ２Ｄ２。
２５
之，（重烧氧化镁）ＭＫＰ结合的高铝质浇注料的性能明显的优越于（轻烧氧化镁）ＭＫＰ结合的高铝质浇注料，所以作为修补材料来说，用重烧结合的性能更好。２．３ 结合剂ＭＫＰ的ＸＲＤ分析
根据前面（重烧）氧化镁实验结果确定出的最佳方案的净浆做ＸＲＤ测试（氧化镁／磷酸二氢钾的摩尔比为４／１）结果如图５。
图５的胶凝体系是主要物质ＭｇＯ， ＫＨ２ＰＯ４和粉煤灰，少量的硼砂经过处理后所得到的Ｘ－射线衍射图线。４号曲线代表的是胶凝体系经过１１０℃恒温烘
干２４ｈ后所得到的物质，主要有：ＭｇＯ，ＳｉＯ２，ＭｇＫＰＯ４；８号曲线代表的是胶凝体系经过８５０℃高温煅烧３ｈ后所得到的物质，主要有：ＭｇＯ，Ｍｇ２Ｐ２Ｏ７，ＳｉＯ２，ＭｇＫＰＯ４；１２号曲线代表的是胶凝体系经过１ １００℃高温煅烧３ｈ后所得到的物质，主要有：ＳｉＯ２，ＭｇＫＰＯ４， ＭｇＰ４Ｏ１１，ＭｇＢ１２。
由以上的主要物质组成可以看出，随着温度的升高，体系中ＭｇＯ的含量越来越少，因为它与体系中的ＫＨ２ＰＯ４反应，一方面生成了ＭｇＫＰＯ４（从８号和１２号曲线中看出），另一方面生成了ＭｇＰ４Ｏ１１使得体系的结合更加紧密，这与前面实验中随着温度的升高，体系的强度增大相对应。另外体系中ＳｉＯ２的量在减少，也证实了主要物质ＫＨ２ＰＯ４和ＭｇＯ的反应的顺利进行。而硼砂只作为缓凝剂使用，开始在氧化镁的表面生成一薄膜（Ｍｇ３Ｂ２（ＰＯ４）２（ＯＨ）６６Ｈ２Ｏ），暂时的阻隔了与ＫＨ２ＰＯ４的接触反应，随着反应的进行逐渐溶渐，由于其量太少，此曲线中不予标注。２．４ 影响体系凝结时间的因素
随着（轻烧）ＭｇＯ／ＫＨ２ＰＯ４的摩尔比值增大，体系的凝结时间变短，而且在水灰比一定的条件下，氧化镁的活性越低，凝结所需要的时间就越长；而且加入硼砂后，体系的凝结时间明显的变长（表６），所以可以通过改变硼砂的用量和氧化镁的活性来调节体系的可作业时间，满足不同的工艺需求。
表６ 不同摩尔比值的ＭｇＯ／ＫＨ２ＰＯ４和硼砂量的凝结时间
（轻烧）ＭｇＯ／ＫＨ２ＰＯ４（重烧）
硼砂／氧化镁的
不同的摩尔比ＭｇＯ／ＫＨ２ＰＯ４质量比Ｍ／Ｐ
及Ｂ／Ｍ
１／１１．２／１１．５／１
１／１１／３１／４１／５凝结时间（ｍｉｎ）１８
１６
６
３３
１２９
６０
４５
注：胶凝体系的水灰比为０．２５；粉煤灰占体系的量为５０％
３ 结论
（１） （重烧氧化镁）ＭＫＰ结合的高铝质浇注料体系比（轻烧氧化镁）ＭＫＰ结合的浇注料更加适合用于高温阶段的窑炉体系。随着温度的升高，ＭＫＰ结合高铝质浇注料体系的抗折、抗压强度也在升高。而且，抗压强度的增加更加明显。
（２） 硅粉的用量是８５０℃和１ １００℃时强度的主要影响因素，ＭＫＰ胶凝体系是１１０℃阶段强度的主要影响因素。（轻烧）氧化镁／磷酸二氢钾的摩尔比是浇注料体系１ １００℃的线收缩率的主要影响因素，且随着温度的升高，铝浇注料制品的线收缩率增大。
（３） 可以通过改变氧化镁的活性、硼砂的加入量
来调节体系的凝结时间。硼砂的用量越多，Ｍ／Ｐ的摩尔比值越小，氧化镁的活性越低，则胶凝体系的凝结硬化所需要的时间就越长。 （下转第５９页）
５９
组协同办公、工作流程自动化等强大功能。有效提升了企业业务管理下的计划管理、财务管理、营销管理、库存管理等为主要内容的基础管理业务处理的自动化和信息化水平，实现了公司对采购、生产和分销体系的规划、计划和有效控制，完善了成本核算手段和控制体系，实现企业管理信息化的全面升级。４ 完善科技创新体系建设，实施有效人才发展战略
制度创新是技术创新的前提和保证，公司总结技术创新工作经验，加强管理制度的创新，制定了严格的项目管理制度以及产品开发立项审批流程，对项目的适用性、可行性、经济性进行论证和审批。
公司认识到科技发展离不开高素质的队伍，不断强化“以人为本”的管理理念，努力完善科研人员的奖励机制，提高研发人员的待遇，建立了季度、年度先进个人、最佳创新奖、最佳绩效奖、最佳奉献奖等多种奖励机制来激发员工的创业激情，鼓励全员创新，为公司的发展献策献计。公司利用集团公司确立的灵活用人机制，通过各种手段吸引人才、利用人才、培养人才、激励人才。公司大专以上学历占公司员工总数的４５％。在注重科技人员物质待遇的同时，
更重视员工职业发展与人生价值观的体现，先后与上海复旦、北京化工、青岛科技、中国矿业等几所大学开展了在职研究生和专业技术人才的培养，同时多次派专业技术人员到下游应用厂家进行学习培训，提高技术人员的专业素质，增强了公司的科研力量。
公司在科研队伍的组建过程中力求梯次分明，相关专业技术人员组成科研骨干力量。注重以特长定领域，使公司产品在两三年的时间内就走在国内同行业的前列。２００３年，公司煅烧高岭土产品被中国化工企业管理协会授予全国化工产品国家监督检测质量达标骨干企业荣誉证书，２００５年通过了ＩＳＯ９００１质量管理体系认证，同年获自治区名牌产品称号。５ 优化产品结构，扩大应用领域
蒙西高岭土公司经过几年的推陈出新，产品品种发展到包括造纸、涂料、电泳漆、医用丁基胶塞四大系列１４个品种，产品结构得到了进一步细化、优化，利润率得到提升。主要产品列示于下表。６ 创新出效益
自主创新工艺和自动控制系统的应用，是煤系煅烧高岭土行业技术装备的一次革新。公司先后开发出
医用丁基胶塞行业的标志性产品和高档汽车电泳漆专用煅烧高岭土产品。特别是电泳漆专用煅烧高岭土产品，使蒙西高岭粉体公司煅烧高岭土加工技术由国内先进跨入到国际先进的行列，提高了公司的知名度，带来了新的利润增长点。
企业要想保持长盛的势头，必须不断提高自己的核心技术门槛，保持科技价值的时效性。在完善老工艺的基础上，开展了煤系高岭土流态化瞬间煅
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粒度细、活性高、与有机高分子相容性好
蒙西高岭土公司主要产品及其特性
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【参考文献】
［１］王维邦．耐火材料工艺学［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９９４．［２］徐国涛．高炉长寿顺行中的耐火材料研究进展［Ｊ］．中国冶金，２００６，１６（５）：７－９．
［３］姜洪义，梁波，张联盟．ＭＰＢ超早强混凝土修补材料的研究［Ｊ］．建筑材料学报，２００１，４（６）：１９６－１９８．
［４］ Wagh A, Jeong S etc. Mercury stabilization in chemically bonded phosphate ceramics[J].Ceramic Transactions, 1998,(87):63-73.
烧工艺的开发，前期试验证明，利用该工艺开发的涂料领域高遮盖性能与电缆领域高电阻性能产品，达到国际市场上优秀产品水平，同时改变目前煤系煅烧高岭土行业投入产出比低的局面。届时，蒙西高岭粉体公司将在建筑涂料、汽车电泳漆、橡塑电缆、丁基胶塞几大煅烧高岭土应用领域为国内煤系高岭土行业的发展做出更大的贡献。
【收稿日期】２００７－０９－２１
［５］ Wagh A, Jeong S etc. High strength phosphate cement using industrial byproduct ashes[C]. In Proc. First Intl. Conf., edited by. A. Azizinamini, pub. Amer. Soc. Civil Eng.1997:542.［６］李晓明．微粉与新型耐火材料［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００２．［７］冯运生，臧凌云，李燕京．超微粉对耐火浇注料性能的影响［Ｊ］．水泥工程设计与研究，２００４，（３）．
［８］张欣，申少华，曹国娥，刘俊成．活性超细硅微粉在低水泥耐火浇注料中的应用研究［Ｊ］．非金属矿，２００３，（１１）：２３－２５．
【收稿日期】２００７－０９－０５
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耐火材料的六大使用性能 耐火材料的使用性能是指耐火材料在高温下使用时所具有的性能。包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗酸性、抗碱性、抗氧化性、抗水化性和抗CO侵蚀性等。 （一般）耐火度 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。 耐火度与熔点不同，熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的温度。绝大多数耐火材料都是多相非均质材料，无一定熔点，其开始出现液相到完全熔化是一个渐变过程。在相当宽的高温范围内，固液相并存，固如欲表征某种材料在高温下的软化和熔融的特征，只能以耐火度来度量。因此，耐火度是多相体达到某一特定软化程度的温度。 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。 国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。耐火度的意义与熔点不同，不能把耐火度作为耐火材料的使用温度。 （二）荷重软化温度
荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。 荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。耐火材料高温荷重变形温度是其重要的质量指标，因为它在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。决定荷重软化温度的主要因素是制品的化学矿物组成，同时也与制品的生产工艺直接相关 （三）重烧线变化（高温体积稳定性） 首先应当了解耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时，制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品，一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形，重烧线变化也称残余线变形。 耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性，保证砌体的稳定性，减少砌体的缝隙，提高其密封性和耐侵蚀性，避免砌体整体结构的破坏，都具有重要意义。 耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时，制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品，一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形，重烧线变化也称残余线变形。耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性，保证砌体的稳定性，减少砌体的缝隙，提高其密封性和耐侵蚀性，避免砌体整体结构的破坏，都具有重要意义。
辽宁丰华实业有限公司企业标准 高铝质耐火材料化学分析方法 硅、铝、钛氧化物量的测定 1 范围 本规程规定了高铝质耐火材料中硅、铝、钛氧化物量测定的方法提要、试剂、试样、分析步骤、分析结果的计算与允许差。 本规程适用于高铝质耐火材料中硅、铝、钛氧化物量的测定。 2 方法提要 试样分解后，用钼蓝光度法测定硅；铁、铝离子与EDTA络合的不稳定常数相差较大，调节溶液的PH=2，用EDTA滴定铁离子，调节溶液的PH=5.5，加过量EDTA用锌盐逆滴定氧化铝量。钛的干扰以苦杏仁酸消除。0.5-3.0mol/L的盐酸酸性溶液中，加入二安替吡啉甲烷与钛离子形成黄色配合物，借此进行吸光度测定。铁、铬、钒等高价离子的干扰，以抗坏血酸还原而消除。 3 试剂 3.1 混合熔剂：取两份无水碳酸钠，一份硼酸研细，混匀并过 0.9mm 分析筛，保存于磨口瓶中。 3.2 盐酸（1+1）。 3.3 硝酸（ρ1.42g/ml）。 3.4 氨水（1+1）。 3.5 磺基水杨酸（20%）。 3.6 二甲酚橙指示剂（0.5%）。
3.7 甲基红指示剂（0.1%乙醇溶液）。 3.8 缓冲溶液（PH=5.5）：取200g醋酸钠（结晶）溶于水中，加9ml 醋酸，用水稀释至1000ml，混匀。 3.9 EDTA标准溶液：C（EDTA）=0.005mol/L。 3.10 EDTA标准溶液：C（EDTA）=0.05mol/L。 3.11 醋酸锌标准溶液：C【Zn（AC）2】=0.025mol/L。 3.12 苦杏仁酸溶液（5%）。 3.13 盐酸（ρ1.19g/ml）。 3.14盐酸（2+98）。 3.15 硫酸（5+95）。 3.16 抗坏血酸溶液（5%）。 3.17 二安替吡啉甲烷溶液（2.5%）：称 2.5g二安替吡啉甲烷溶于100ml的盐酸（2mol/L）中，如不溶解，可加温助溶。此溶液不宜长时间贮存。 3.18 二氧化钛标准溶液（10.0μg/ml）：取0.0100g光谱纯二氧化钛，臵于铂坩埚中，加5g混合熔剂盖好坩埚盖，臵于高温炉中，初以低温，逐渐升温至650-700℃下熔融至二氧化钛完全分解，取出稍冷，将坩埚移入250ml烧杯中，用硫酸（3.15）浸出，洗净坩埚及盖，冷却后移入1000ml容量瓶中，以硫酸（3.15）稀至刻度，混匀。 3.19三氯化铁溶液（6%）。 3.20 钼酸铵溶液（5%）。 3.21 草酸-硫酸混合酸：取15g草酸，溶于250ml硫酸（1+8）中，
解决方案编号：LX-FS-A91089 建筑结构耐火性能分析标准范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
建筑结构耐火性能分析标准范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 本节介绍了主要的建筑结构形式以及各种建筑结构耐火性能的特点、影响建筑结构耐火性能的主要因素、火灾下建筑结构及构件极限状态的定义、建筑结构耐火时间计算模型的选取方法及计算步骤、钢结构和混凝土结构的耐火时间计算方法、整体结构耐火时间计算的方法和步骤等。 一、影响建筑结构耐火性能的因素 （一）结构类型 1.钢结构 钢结构是由钢材制作结构，包括钢框架结构、钢网架结构和钢网壳结构、大跨交叉梁系结构。钢结构
一、建筑材料燃烧性能分级 （一）建筑材料及制品的燃烧性能等级 表2-3-2建筑材料及制品的燃烧性能等级 (二)建筑材料燃烧性能等级判据的主要参数及概念 二、建筑材料燃烧性能等级的附加信息和标识 (一)附加信息 建筑材料及制品燃烧性能等级附加信息包括产烟特性、燃烧滴落物、微粒等级和烟气毒性等级。对于A2级、B级和C级建筑材料及制品应给出产烟特性等级、燃烧滴落物／微粒等级(铺地材料除外)、烟气毒性等级；对于D级建筑材料及制品应给出产烟特性等级、燃烧滴落物／微粒等级。 (二)附加信息标识 当按规定需要显示附加信息时，燃烧性能等级标识示例：GB 8624 B1 (B-s1，d0，t1)，表示属于难燃B1级建筑材料及制品，燃烧性能细化分级为B 级，产烟特性等级为s1级，燃烧滴落物／微粒等级为d0级，烟气毒性等级为t1级。 建筑构件的燃烧性能和耐火极限
建筑构件的耐火性能包括两部分内容：一是构件的燃烧性能，二是构件的耐火极限。 一、建筑构件的燃烧性能 二、建筑构件的耐火极限 （一）耐火极限判断条件 1）失去支持能力 构件在试验过程中失去支持能力或抗变形能力。 （1）外观判断：如墙发生垮塌；梁板变形大于L/20；柱发生垮塌或轴向变形大于h/100（mm）或轴向压缩变形速度超过3h/1000（mm/ min）； （2）受力主筋温度变化：16Mn钢，510℃。 2）失去完整性 适用于分隔构件，如楼板、隔墙等。 失去完整性的标志：出现穿透性裂缝或穿火的孔隙。 3）失去绝热性 适用于分隔构件，如墙、楼板等。
失去绝热性的标志：下列两个条件之一 试件背火面测温点平均温升达140℃； 试件背火面测温点任一点温升达180℃； 建筑构件耐火极限的三个判定条件，实际应用时要具体问题具体分析： （1）分隔构件（隔墙、吊顶、门窗）：失去完整性或绝热性； （2）承重构件（梁、柱、屋架）：失去稳定性； （3）承重分隔构件（承重墙、楼板）：失去稳定性或完整性或绝热性。 影响耐火极限的要素 不同耐火等级建筑中建筑构件耐火极限的确定 1、建筑构件的耐火极限是以楼板的耐火极限为基准。 2、88%火灾可在1.5h内扑灭，80%火灾可在1h内扑灭。 3、一级建筑物楼板耐火极限定为1.5h，二级建筑物楼板耐火极限定为1h。 练习题： 1、[单选题]临界热辐射通量为火焰熄灭处的热辐射通量或试验( )分钟时火焰传播到的最远处的热辐射通量
无定型耐火浇筑料及隔热耐磨炉衬施工 技术规程 编制： 审核： 审批： 安全： 北京燕华工程建设有限公司 二零一四年五月
一、目的及适用范围 石油化工工业炉在检维修施工中无定型耐火浇筑料及隔热耐磨炉衬施工，其主要施工 部位位于：辐射室及燃烧室底板、辐射室及燃烧室侧墙体、对流室墙体、烟道、再生器、 管道、人孔门、料腿等处。施工过程中会同建设单位对各部位进行检查，发现炉衬问题及 时进行检修。考虑检维修期间时间紧，任务重，为确保工程质量、加快施工进度、合理利 用材料和人力，特制定本作业指导书。 二、编制依据 1、《石油化工筑炉工程施工质量验收规范》SH/T3534-2012 2、《石油化工筑炉工程施工技术规程》SH/T3610-2012 3、《隔热耐磨衬里技术规范》(SH3531--2003) 4、《高铝质隔热耐火砖》 (SH/T3995-2006) 5、《工业炉砌筑工程施工及验收规范》GB50211-2004 6、《工业炉砌筑工程质量验收规范》GB50309-2007 7、《定型耐火制品验收抽样检验规则》GB/T10325-2012 8、《粘土质和高铝质致密耐火浇注料》YB/T5083-1997 9、《耐火砖形状尺寸第1部分：通用转》GB/T2992.1-2011 10、《石油化工乙烯装置裂解炉和制氢转化炉施工技术规程》SH/T3511-2007 11、《石油化工建设工程施工安全技术规范》GB50484-2008 12、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2011 13、设计文件 三、本专业检维修施工特点和注意事项 炉衬施工时与其它各专业进行交叉作业，高空作业多，作业空间狭小且，施工作业地点 情况复杂，成品保护、人员防护及安全施工尤为重要。 四、检维修施工准备 1、技术准备 （1）施工前，积极组织相关技术人员查看有关图纸和部分竣工资料，了解本次炉子的设计 特点使用情况。合理安排好施工顺序，结合具体情况发现问题及时解决。 （2）根据炉衬结构特征和现场实际情况，因地制宜地选择安全有效、经济合理、施工简便 的方法。施工方案经审批确定后，要把工程设计意图、要求、特点和施工方案内容，在开 工之前向所有参加施工的人员做详细的交底，使所有施工人员在施工前作到心中有数。（3）了解材料厂家的供货情况，充分了解筑炉工程各部位使用的材料、品种、规格，结合具体 情况确定施工的方法。 （4）检维修中停炉后，配合车间尽快组织对炉子内部衬里破损情况的检查，确认工程量，
耐火材料：是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。 主晶相：是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。 基质：是指耐火材料中大品体或骨料间隙中存在的物质。 直接结合:指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合，而不是靠低熔点的硅酸盐相产生结合。 成型：借助外力和模型将坯料加工成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程。 主晶相陶瓷结合:又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合。 酸性耐火材料：含有相当数量的游离二氧化硅（Si02)。酸性最强的耐火材料是硅质耐火材料，几乎由94?97％的游离硅氧（Si02)构成。粘土质耐火材料与硅质相比，游离硅氧（Si02)的量较少，是弱酸性的。 碱性耐火材料：含有相当数量的MgO 和CaO 等，镁质和白云石质耐火材料是强碱性的， 格镁系和镁橄榄右质耐火材料以及尖晶石耐火材料属于弱诚性耐火材料。 热震稳定性：耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能。 抗渣性：耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀怍用而不破坏的能力。 粘土质耐火材料：是用天然产的各种粘土作原料，将一部分粘土预先煅烧成熟料，并与部分生粘土配合制成Al2O3含量为30%-46%的硅酸盐铝质耐火材料。 耐火泥：是由粉状物料和结合剂组成的供调制泥浆用的不定形耐火材料。 矿化剂：泛指内生成矿作用中对成矿物质的运移和集中起重要媒介作用的物质。 防氧化剂：含碳耐火材料采用金属添加剂的作用在于抑制碳的氧化， 被称为防氧化剂 减水剂：是指在能在保持耐火浇注料的流动值基本不变的条件下，显著降低拌和用水量的物质。 镁碳砖：是由高熔点碱性氧化镁（2800℃）和难以被炉渣浸润的高熔点碳素材料为原料，添加各种非氧化物添加剂，用碳质结合剂结合而成的不烧碳复合材料。 电熔镁砂是以优质镁砂为原料经过熔化而制成。 低水泥浇注料：由耐火细粉和结合剂组成的基质中，用超细粉（指粒度小于10μm ）来取代部分或大部分铝酸钙水泥，在加入少量分散剂使超细粉均匀地分散于骨料颗粒之间，填充在亚微米级的空隙中，从而形成均匀致密的组织结构。 液相烧结：凡有液相参加的烧结过程；液相起到促进烧结和降低烧结 温度的作用。 ，式子中的系数m 是SiO2/Na2O 的摩尔比。 显微结构：在光学和电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类 及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的 关系，称为显微结构。 气硬性结合剂：气硬性结合剂是在大气中和常温下即可逐渐凝结硬化 而具有相当高强度的结合剂 热硬性结合剂：热硬性结合剂是指在常温下硬化很慢和强度很低，而在高于常温但低于烧结温度下可较快的硬化的结合剂 问答题： 1.耐火材料的组织结构有那两个类型？ 答：宏观组织结构和微观组织结构。 2.耐火材料的高温蠕变可划分为哪三个特征阶段？ 答：一次蠕变初期蠕变或减速蠕变；第2次蠕变或粘性蠕变，又可称为均速锘变或稳态蟠变；第3次蠕变又称加速緩变。 3. 莫来石、菱镁矿、白云石、镁铝尖晶石和镁橄榄石的分子式。 答:，，， ，。 4、杂质成分与主成分共熔产生液相对耐火材料性能有何影响。 222??水玻璃的模数：是在水玻璃（Na O mSiO nH O ）2323:3Al 2O Si O 莫来石22MgO SiO ?镁橄榄石：33 白云石：CaCO MgCO 3Mg CO 菱镁矿：23MgO Al O 镁铝尖晶石:
耐火材料标准 一、粘土质、高铝质耐火砖 主要用于砌筑治金建材、陶瓷、机械、化工等行业的一般工业窑炉。 主要产品：T-3、T-38、T-39、T-19、T-20、T-4、T-106、T-54、T-61、T-52、0.5A、0.5B、1.25A、1.5A、4A、5A、6A、4B、5B、6B、7B、8B、10B、12B、14B、16B。 二、浇注用耐火砖系列 主要用于浇铸各种钢（包括不锈钢、各种合金钢）的钢锭。 主要产品：漏斗砖、铸管砖、中心砖、三通流钢砖、二通流钢砖、流钢尾砖、单孔、双孔流钢砖、流钢弯砖、钢锭模模底砖、保温帽等。各种产品的形状和尺寸可按国标生产或由需方确定。
三、盛钢桶用高铝质耐火砖系列 主要产品：塞头砖、铸口砖、袖砖、座砖等。各种砖的形状尺寸可以由需方确定。 四、盛钢桶用衬砖系列 主要产品：各种规格衬衬砖、弧形衬砖、保险砖或根据需方的要求确定。 主要理化指标 五、轻质粘土砖系列 主要用作隔热层和不受高温熔融物料及侵蚀性气体作用的窑炉内衬。 六、不定形耐火材料系列 主要产品：铝镁浇注料、矾土尖晶石浇注料、粘土质及高铝质可塑料、耐火混凝土及预制块等。
七、骨料、耐火泥系列 八、滑动铸口砖 窑炉中应用十分广泛，适用于各工业窑炉中最严酷的部位。冶金高炉炉腹内衬、送风支管内衬、铁口框填充；冶金加热炉均热炉烧嘴、墙基；大型电炉顶内衬；热电旋风炉沸腾炉炉腔内衬；硫化床燃烧室内衬、旋风筒、水冷壁；大型化工化肥炉内衬，化工催化裂解装置高耐磨层；大型水泥窑前窑口、喷煤管等部位；大型铝厂回转窑烧成段内衬、出料口、烧嘴；
产品特点纯度高，强度高，耐磨性好，抵抗硅、一氧化碳、氢等腐蚀气氛能力强。 使用部位化肥厂耐磨内衬、石化炼油催化裂解装置高耐磨层；冶金高炉送风支管内衬、铁口框填充、加热炉均热炉烧嘴、墙基、电炉顶内衬；热电旋风炉炉腔内衬、硫化床燃烧室内衬、烧嘴、旋风筒、水冷壁、沸腾炉等需耐磨耐高温部位；大型水泥窑前窑口、喷煤管等部位；大型铝厂回转窑烧成段内衬、出料口、烧嘴；垃圾焚烧炉烧成段内衬、烧嘴及其 性能特点热态强度高，抗高频振动性好，适应频繁的急冷急热场合 使用部位70吨超高功率电炉炉盖大型水泥窑前窑口、喷煤管等部位及其它工业窑炉内衬大型铝厂回转窑烧成段内衬、出料口、烧嘴；垃圾焚烧炉烧成段内衬、烧嘴及其它工业窑炉内衬。炉外精练LF炉炉盖 2 高铝质低水泥高耐磨浇注料系列高耐磨浇注料有碳化硅-刚玉耐磨浇注料、莫来石质浇注料、低水泥结合高铝质浇注料和高铝质钢纤维耐火浇注料等一系列产品，是工业窑炉中使用面最广，用量最大的材料。适用于作冶金加热炉均热炉炉墙、炉顶、炉底、炉口内衬材料；电力热力锅炉燃烧室墙体、炉顶、炉拱内衬、耐热筒、水冷壁、水冷管包扎，锅炉尾部机箱耐磨部位；水泥窑、铝厂、垃圾焚烧炉、碳素加热炉窑体炉体内衬，高温烧嘴砖等需耐磨耐高温部位。
耐火浇注料 使用说明及注意事项： 高铝质耐火浇注料是以高铝矾土熟料为主料，以优质CA-50铝酸盐水泥为结合剂，并与多种外加剂相配合，具有体积密度大、强度高、耐磨、抗热震、抗侵蚀、耐火度高等优点，是一种水硬性耐火材料，为了充分发挥其优点和性能，施工时应按以下要求进行： 1.浇注施工前应将作业面清扫干净，除去表面锈垢 杂质，检查锚固件是否齐全、牢固，如不齐全的应补齐，焊接不牢固应焊接牢固，温度在500℃以上的部位要采用耐热锚固件，锚固件表面应涂一层厚度为1-2mm的沥青或缠绕塑料膜，以便在金属锚固件和耐火材料之间留出一条热膨胀缝，按要求支模，模板必须平滑，严密牢固，并在模板表面涂涮一层黄油以利于脱模。 2.本材料为予混集料，现场无需配料，加水搅拌即可。 混料搅拌必须采用强制式搅拌机进行机械搅拌，搅拌器具需预先清理干净，严禁与硅酸盐水泥、石灰等混合。 3.夏季炎热的天气或高温部位必须采取相应的降温措 施，保持温度最高不得高于30℃，冬季施工必须采取保温措施，现场施工环境温度最低不得低于+5℃，水温应保持在15-25℃. 4.混料搅拌时应根据施工的用量和搅拌机的容量，以 整袋料为单位确定加入量，并一次把大袋及大袋内的小袋同时加入不允许漏掉和多加。
5.搅拌用水应采用PH6-8的可饮用水，加水量一般是 浇注料粉料重量的9-11%水温应保持在15-25℃，严格掌握用水量，并准确计量，加水后搅拌4-6分钟，用手抓一把混合的料，能握成团状、不开裂、不流淌，即可出机使用，每次搅拌好的料必须在30分钟内用完，已凝结的料不能二次加水搅拌使用。 6.浇注成型时，必须连续作业一次完成，浇注面积大 的应根据设计要求留设膨胀缝，以膨胀缝的留设情况分块浇注，如果不能一次浇注成型必须分层浇注时，相隔时间不得超过底层的初凝时间，结合部位的表面应扒成毛面，使其结合严密。 7.采用机械振捣，振捣器应采用高频轻型表面平板振 动器或播入式振捣棒，浇捣时先初步以手工扒平，然后在边角处稍加压实，防止膨胀缝隔板变形变位。采用平板振动器时，应使平板振动器在混凝土表面缓慢移动，不得沉入混凝土中，使用振动棒时必须采用多点振动，边角必须振到，振动棒在抽出时必须慢慢抽出，无论是用什么振动器，每处振动停留的时间不宜过长，以表面呈现一层水泥浆，并且不再沉落为度，振动时间短振不实，振动时间长会发生粒度偏析影响质量，浇注完成后24小时即可折模。 8.如在保温砖或保温混凝土上浇注时，应采用塑料薄 膜隔离，以防保温材料吸收水分。耐火混凝土不得与尚未硬化凝固的硅酸盐水泥混凝土接触使用，可以与具有脱模强度的硅酸盐水泥混凝接触使用。
耐火材料的力学性质 耐火材料的力学性质是指材料在不同温度下的强度、弹性、和塑性性质。耐火材料在常温或高温的使用条件下，都要受到各种应力的作用而变形或损坏，各应力有压应力、拉应力、弯曲应力、剪应力、摩擦力、和撞击力等。 此外，耐火材料的力学性质，可间接反映其它的性质情况。 检验耐火材料的力学性质，研究其损毁机理和提高力学性能的途径，是耐火材料生产和使用中的一项重要工作内容。 4.1 常温力学性质 4.1.1 常温耐压强度σ压 定义；是指常温下耐火材料在单位面积上所能承受的最大压力，也即材料在压应力作用下被破坏的压力。 常温耐压强度σ压=P/A ，（pa） 式中；P—试验受压破坏时的极限压力，（N）； A—试样的受压面积，（m2）。 一般情况下，国家标准对耐火材料制品性能指标的要求，视品种而定。其中，对常温耐压强度σ压的数值要求为50Mpa左右(相当于500kg/cm2)；而耐火材料的体积密度一般为2.5g/cm3左右。据此计算，因受上方砌筑体的重力作用，导致耐火材料砌筑体底部受重压破坏的砌筑高度，应高达2000m以上。 可见，对耐火材料常温耐压强度的要求，并不是针对其使用中的受压损坏。而是通过该性质指标的大小，在一定程度上反映材料中的粒度级配、成型致密度、制品烧结程度、矿物组成和显微结构，以及其它性能指标的优劣。 体现材料性能质量优劣的性能指标的大小，不仅反映出来源于各种生产工艺因素与过程控制，而且反映过程产物气、固两相的组成和相结构状态以及相关性质指标间的一致性。一般而言，这是一条普遍规律。 4.1.2 抗拉、抗折、和扭转强度 与耐压强度类似，抗拉、抗折、和扭转强度是材料在拉应力、弯曲应力、剪应力的作用下，材料被破坏时单位面积所承受的最大外力。与耐压强度不同，抗拉、抗折、和扭转强度，既反映了材料的制备工艺情况和相关性质指标间的一致性，也体现了材料在使用条件下的必须具备的强度性能。抗折强度σ折按下式计算。
编号：SM-ZD-53038 建筑结构耐火性能分析Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
建筑结构耐火性能分析 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 本节介绍了主要的建筑结构形式以及各种建筑结构耐火性能的特点、影响建筑结构耐火性能的主要因素、火灾下建筑结构及构件极限状态的定义、建筑结构耐火时间计算模型的选取方法及计算步骤、钢结构和混凝土结构的耐火时间计算方法、整体结构耐火时间计算的方法和步骤等。 一、影响建筑结构耐火性能的因素 （一）结构类型 1.钢结构 钢结构是由钢材制作结构，包括钢框架结构、钢网架结构和钢网壳结构、大跨交叉梁系结构。钢结构具有施工机械化程度高、抗震性能好等优点，但钢结构的最大缺点是耐火性能较差，需要采取涂覆钢结构防火涂料等防火措施才能耐受一定规模的火灾。在高大空间等钢结构建筑中，在进行钢结构耐火性能分析的基础上，如果火灾下钢结构周围的温度
耐火等级 是衡量建筑物耐火程度的分级标度，规定建筑物的耐火等级是建筑设计防火规范中规定的防火技术措施中的最基本措施之一。 《建筑设计防火规范》第条建筑物的耐火等级分为四级，其构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表的规定(本规范另有规定者除外)。 这一条告诉我们：建筑物的耐火等级是按组成建筑物构件的燃烧性能和耐火极限来划分的。不是“根据所使用的建筑材料来确定的”。 构件的燃烧性能和耐火极限与构成构件的材料和构件的构造做法有关，应由消防检测部门试验检测确定。《建筑设计防火规范》附录中可查阅常见的构造做法的构件的燃烧性能和耐火极限。 .《建筑设计防火规范》适用于多层民用建筑和部分工业建筑，常简称“低规”。另有《》，适用于高层民用建筑，常简称“高规”。 “低规”将建筑物的耐火等级分为四级。 “高规”第．．高层建筑的耐火等级应分为一二两级其建筑构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表．．的规定．各类建筑构件的燃烧性能和耐火极限可按附录确定。 可见可有四个级别的耐火等级，高层建筑只有两个级别的耐火等级。 建筑的耐久年限 关于建筑的耐久年限，《民用建筑设计通则》第条写的很清楚： 以主体结构确定的建筑耐久年限分下列四级： 一级耐久年限年以上适用于重要的建筑和高层建筑. 二级耐久年限～年适用于一般性建筑。 三级耐久年限～年适用于次要的建筑。 四级耐久年限年以下适用于临时性建筑。 重要的是要知道，如果你设计的是“重要的建筑和高层建筑”，其主体结构的耐久年限就要达到“年以上”。一般商品有保质（用）期，这耐久年限就是建筑的保质期。 关于“重要的公共建筑”，似乎没有一本规范来详细划分，可以在“通则”、“高规”、《民用建筑收费标准说明》、抗震设计规范、结构设计规范等中找到答案。建筑的重要性与建筑的高度、面积、人民的生命财产及政治影响程度有关。 按照我国国家标准《建筑设计防火规范》，建筑物的耐火等级分为四级。建筑物的耐火等级是由建筑构件（梁、柱、楼板、墙等）的燃烧性能和耐火极限决定的。一般说来： 一级耐火等级建筑是钢筋混凝土结构或砖墙与钢混凝土结构组成的混合结构； 二级耐火等级建筑是钢结构屋架、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构； 三级耐火等级建筑物是木屋顶和砖墙组成的砖木结构；
耐火材料性能测定实验 一、实验目的 1、 2、 3、 ： ： 二、耐火材料的定义〔参考:耐火材料（教科书）〕 三、耐火材料的分类和用途〔:耐火材料（教科书）〕 四、耐火材料的生产流程和工艺〔参考:耐火材料（教科书）〕 五、耐火材料性能测定的意义〔参考:耐火材料的性能测定与评价（到图书馆借阅）〕 六、耐火材料有哪些性能测定〔参考:耐火材料的性能测定与评价（到图书馆借阅）〕 我们选做其中二个性能测定实验 （一）耐火材料高温导热系数测定(实验资料见下面） （二）耐火材料抗热震性能测定，而且选用电炉加热实验的方法〔参考:耐火材料的性能测定与评价（到图书馆借阅）〕 （一）耐火材料高温导热系数测定 一、实验目的 1、巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学会材料高温导热系数的测定方法及测量装置的工作原理。 2、测定试件的导热系数，确定试件导热系数与温度的关系。 二、基本原理 导热系数是耐火、绝热、保温材料的重要热物理参数之一，是材料绝热与保温性能优劣的主要指标。测定这些材料的导热系数，特别是高温条件下的导热系数，对于研究材料性质的现代理论，及深入了解热传导过程的机理，是十分必要 的。 导热系数测定装置，是根据付立叶单向度平壁稳定导热过程的基本原理，来测定耐火、绝热和保温材料的高温导热系数。实践证明，当长度与宽度为厚度的8 ～10倍以上时，平壁边缘的影响可以忽略不计。这样的平壁导热可简化为一维导 热，这时的导热可认为只沿厚度（X轴）方向进 行。见图1一1所示。
根据付立叶导热方程式写成： dx dT q λ= [W/m 2] (8—1) 将（1）式积分得：)T T (q 21-=δ λ [W/m 2] （8—2） 通过面积A 的热流量Q 为： )T T (A Q 21-?= δλ [W] 所以： )T A(T Q 21-?=δ λ [W/（m ·k ）] (8—3) 式中：λ——高温导热系数 [W/（m ·k ）] q ——热流密度 [W/m 2] A ——试件测试区面积 [m 2] δ——试件厚度 [m ] T 1——试件高温面温度 [K] T 2——试件低温面温度 [K] 因此，只要在实验过程中测定了T 1，T 2和Q ，并已知试件的厚度δ和测量面积A ，就可以通过式（3）计算出被测材料在平均温度[（T 1+T 2）/2]下的导热系数。 三、测定装置 测定装置主要由单方向加热炉、控温系统和蒸汽量热装置等三部分组成。见照片8－1。 1、单方向加热炉的结构示意图见图8－2所示。加热炉由经过处理的硅碳棒作发热体；炉衬用耐火、耐热的保温材料砌成；在炉腔底部放置碳化硅板作为均热板。均热板的中心处，从下面伸出一热电偶，用来测量试件高温面的温度，均热板上面放置被测试件，试件上面中心处放置另一个热电偶，用来测量试件低温面的温度。试件四周设有耐火耐热保温材料的衬环。 照片8－1 2、加热炉由数字温度控制器和可控硅等组成的控温系统来进行加热和控温。 3、量热装置主要由量热筒、恒温筒、保温筒、设有隔热环及汽体浮化膜的底盘和汽水分离器等组成（其结构示意图见图8－3）。量热装置中心的量热筒是整个装置的核心，它吸取来自单方向加热炉通过试件的热量，使其内部的纯蒸馏水变成一个大气压下100℃的水蒸汽。水蒸汽经过多级汽水分离器分离后，进入冷凝器冷凝成水。根据冷凝水的重量，便可求得通过试件的热流量Q 。汽水分离器的作用是把由于水的激烈沸腾而混入蒸汽的微小水滴与纯蒸汽分离开来，使测量数据更加准确。 图1—1 单向平壁的一维 导热过程示意图
石膏砌块耐火性能研究 一、理论分析 石膏砌块是以建筑石膏为主要原料，经加水搅拌、浇注成型和干燥而制成的块状轻质建筑石膏制品。具有隔声防火、施工便捷等多项优点，是一种低碳环保、健康、符合时代发展要求的新型墙体材料[1]。 二水石膏具有在不同的煅烧温度下产生不同的煅烧产物的特性。当加热温度达到65℃时，二水石膏就开始释出结构水，但脱水速度比较慢。在107℃左右、水蒸气压达971mmHg 时，脱水速度迅速变快。随着温度继续升高，脱水更为加快，在l 70-l90℃时，二水石膏以很快的速度脱水变为α-半水石膏或β-半水石膏。当温度继续升高到220℃和320～360℃时，半水石膏则继续脱水变为α可溶性的无水石膏。但220℃条件下生成的无水百膏比较容易在空气中吸水变成半水石膏。在450-700℃期间变成的无水石膏则为不溶性无水石膏。这种无水石膏即我们通常说的“死烧”石膏；它很难溶于水，几乎不凝结，而且不具有强度。[2]继续加热至800℃时，无水石膏开始分解为CaO 和SO 2 加O 2 等，这时的凝结能力主要是靠CaO 的凝结作用而不是石膏了。这种分解在1050℃以后更为激烈，到1350℃才结束。在还原气氛下，有利于CaSO 4 的分解。 当石膏砌块遇火时，随着温度的升高，二水石膏分子结构中的结晶水开始脱去，其分子结构发生变化，变化状态依次是CaSO 4·2H 2O →CaSO 4·1/2H 2O →CaSO 4Ⅲ（可溶性无水膏）→CaSO 4Ⅱ（慢溶性无水膏）[2]。 CaSO 4·2H 2O 107170-???? →℃ CaSO 4·1/2H 2O+3/2 H 2O CaSO 4·1/2H 2O 170-300???? →℃CaSO 4Ⅲ+1/2 H 2O CaSO 4Ⅲ 300-1000????→℃CaSO4Ⅱ 二、实验安排 1、实验准备 实验原料：600×500×100 实心砌块（30片）、粘结砂浆（1袋，40kg/袋） 实验器具：不锈钢抹灰刀、刮刀、手工锯子（1把）、橡胶锤、水平标定仪、封包线若干等。 2、实验墙砌筑要求 A 、在活动架子的中轴面上垒砌出3×3m 2墙面。 B 、要求粘结处砂浆务必饱满充盈，且平整美观。 C 、石膏墙面周边与活动架子之间缝隙，使用耐火石棉封堵，应使密封完好。
产品名称 高强耐碱浇注料抗结皮浇注料 牌号 GT-13NL GC-13 化学成分 (%) AL2O3 ＜48 ≥78 SiC SiO2 ＞45 SIC:40-60 最高使用温度(℃)：≥1300 1300 体积密度（Kg/m3）110℃×24h ≥2.10 ≥2400 耐压强度 （MPa） 110℃×24h≥ 70 100 1100℃×3h≥ 70 100 1500℃×3h≥
抗折强度 （MPa） 110℃×24h≥ 7 ≥8 1100℃×3h≥ 7 ≥9 1500℃×3h≥ 线变化率（%） 1100℃×3h -0.1~-0.5 ±0.4 施工参考用水量（%） 6~7 6~7 施工方法 振动 产品名称 高强耐碱水泥浇注料高铝质高强耐火浇注料 牌号 GT-13NL G-16 化学成分 (%) AL2O3 ＜48 ≥78
SiC SiO2 ＞45 ≤15 最高使用温度(℃)：≥1300 1600 体积密度（g/cm3）110℃×24h ≥2.10 ≥2.65 耐压强度 （MPa） 110℃×24h≥ 70 100 1100℃×3h≥ 70 100 1500℃×3h≥ 抗折强度 （MPa） 110℃×24h≥ 7 10 1100℃×3h≥ 7 10 1500℃×3h≥ 线变化率（%）1100℃×3h
-0.1~-0.5 ±0.3 施工参考用水量（%） 6~7 5.5~ 6.5 施工方法 振动 产品名称 高铝质钢纤维高强耐火浇注料高铝质高强耐火浇注料 莫来石刚玉质浇注料 牌号 HN-16E HN-16F HN-PA80 化学成分 (%) AL2O3 ≥75 72 ≥80 SiC ≥5 SiO2 ≤15 20 最高使用温度(℃)：≥ 1600 1500
耐火材料的六大使用性 能 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
耐火材料的六大使用性能 耐火材料的使用性能是指耐火材料在高温下使用时所具有的性能。包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗酸性、抗碱性、抗氧化性、抗水化性和抗CO侵蚀性等。 （一般）耐火度 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。 耐火度与熔点不同，熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的温度。绝大多数耐火材料都是多相非均质材料，无一定熔点，其开始出现液相到完全熔化是一个渐变过程。在相当宽的高温范围内，固液相并存，固如欲表征某种材料在高温下的软化和熔融的特征，只能以耐火度来度量。因此，耐火度是多相体达到某一特定软化程度的温度。 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。 国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。 耐火度的意义与熔点不同，不能把耐火度作为耐火材料的使用温度。 （二）荷重软化温度
荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。 荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。耐火材料高温荷重变形温度是其重要的质量指标，因为它在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。决定荷重软化温度的主要因素是制品的化学矿物组成，同时也与制品的生产工艺直接相关 （三）重烧线变化（高温体积稳定性） 首先应当了解耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时，制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品，一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形，重烧线变化也称残余线变形。 耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性，保证砌体的稳定性，减少砌体的缝隙，提高其密封性和耐侵蚀性，避免砌体整体结构的破坏，都具有重要意义。
建筑结构耐火性能分析示 范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
建筑结构耐火性能分析示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 本节介绍了主要的建筑结构形式以及各种建筑结构耐 火性能的特点、影响建筑结构耐火性能的主要因素、火灾 下建筑结构及构件极限状态的定义、建筑结构耐火时间计 算模型的选取方法及计算步骤、钢结构和混凝土结构的耐 火时间计算方法、整体结构耐火时间计算的方法和步骤 等。 一、影响建筑结构耐火性能的因素 （一）结构类型 1.钢结构 钢结构是由钢材制作结构，包括钢框架结构、钢网架 结构和钢网壳结构、大跨交叉梁系结构。钢结构具有施工 机械化程度高、抗震性能好等优点，但钢结构的最大缺点
是耐火性能较差，需要采取涂覆钢结构防火涂料等防火措施才能耐受一定规模的火灾。在高大空间等钢结构建筑中，在进行钢结构耐火性能分析的基础上，如果火灾下钢结构周围的温度较低，并能保持结构安全时，钢结构可不必采取防火措施。 2.钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构是在混凝土配置钢筋形成的结构，混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，二者共同承担荷载。当建筑结构耐火重要性较高，火灾荷载较大、人员密度较大或建筑结构受力复杂的场合时，钢筋混凝土结构的耐火能力也可能不满足要求。这时，需要进行钢筋混凝土结构及构件的耐火性能评估，确定结构的耐火性能是否满足要求。 3.钢-混凝土组合结构 （1）型钢混凝土结构。型钢混凝土结构是将型钢埋入
3.2 厂房（仓库）的耐火等级与构件的耐火极限 3.2.1 厂房（仓库）的耐火等级可分为一、二、三、四级。其构件的燃烧性能和耐火极限除本规范另有规定者外，不应低于表3.2.1的规定。 注：二级耐火等级建筑的吊顶采用不燃烧体时，其耐火极限不限。 3.2.2 下列建筑中的防火墙，其耐火极限应按本规范表3.2.1的规定提高1.00h： 1 甲、乙类厂房；
2 甲、乙、丙类仓库。 3.2.3 一、二级耐火等级的单层厂房（仓库）的柱，其耐火极限可按本规范表3.2.1的规定降低0.50h。 3.2.4 下列二级耐火等级建筑的梁、柱可采用无防火保护的金属结构，其中能受到甲、乙、丙类液体或可燃气体火焰影响的部位，应采取外包敷不燃材料或其它防火隔热保护措施： 1 设置自动灭火系统的单层丙类厂房； 2 丁、戊类厂房（仓库）。 3.2.5 一、二级耐火等级建筑的非承重外墙应符合下列规定： 1 除甲、乙类仓库和高层仓库外，当非承重外墙采用不燃烧体时，其耐火极限不应低于0.25h；当采用难燃烧体时，不应低于0.50h： 2 4层及4层以下的丁、戊类地上厂房（仓库），当非承重外墙采用不燃烧体时，其耐火极限不限；当非承重外墙采用难燃烧体的轻质复合墙体时，其表面材料应为不燃材料、内填充材料的燃烧性能不应低于B2级。B1、B2级材料应符合现行国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》GB8624的有关要求。 3.2.6 二级耐火等级厂房（仓库）中的房间隔墙，当采用难燃烧体时，其耐火极限应提高0.25h。 3.2.7 二级耐火等级的多层厂房或多层仓库中的楼板，当采用预应力和预制钢筋混凝土楼板时，其耐火极限不应低于0.75h。 3.2.8 一、二级耐火等级厂房（仓库）的上人平屋顶，其屋面板的耐火极限分别不应低于1.50h和1.00h。 一级耐火等级的单层、多层厂房（仓库）中采用自动喷水灭火系统进行全保护时，其屋顶承重构件的耐火极限不应低于1.00h。 二级耐火等级厂房的屋顶承重构件可采用无保护层的金属构件，其中能受到甲、乙、丙类液体火焰影响的部位应采取防火隔热保护措施。 3.2.9 一、二级耐火等级厂房（仓库）的屋面板应采用不燃烧材料，但其屋面防水层和绝热层可采用可燃材料；当丁、戊类厂房（仓库）不超过4层时，其屋面可采用难燃烧体的轻质复合屋面板，但该板材的表面材料应为不燃烧材料，内填充材料的燃烧性能不应低于B2级。 3.2.10 除本规范另有规定者外，以木柱承重且以不燃烧材料作为墙体的厂房（仓库），其耐火等级应按四级确定。 3.2.11 预制钢筋混凝土构件的节点外露部位，应采取防火保护措施，且该节点的耐火极限不应低于相应构件的规定。
耐火浇注料根据抗化学侵蚀不同分为酸性、碱性、中性浇注料；根据体积密度分为重质浇注料和轻质浇注料；根据使用材质分为硅酸铝质、镁质、镁铬质、刚玉质浇注料等。种类很多，在没有明确的指标、使用温度的情况下，很难做出选择。下面，就具体的选择方法给大家分享一下，以便大家进行参考。 1.需要满足窑炉的使用要求 该产品都有一定的使用部位，使用要求，在选择时要根据浇注料的特性去选择。如接触高温火焰的部位要选择耐高温性浇注料、接触高温溶液的部位要选择耐高温、抗渗透性强的浇注料、接触熔渣的部位要采用抗熔渣化学侵蚀性强的浇注料、接触各种物料冲击摩擦的部位采用高强度耐磨的浇注料、温度变化频繁的部位要采用抗热震性优良的浇注料等等，在选择时一定要满足主要的使用条件。 轻质耐火浇注料的主要使用部位就是隔热保温、降低承重结构、降低炉壳温度、减少热量损耗，从而达到节能效果。 2.成本的考虑
在确定选择哪种耐火浇注料后，还要从经济上降低成本。如使用温度在1500℃的部位，在浇注料能满足工况的条件下，就不去选使用温度大于1600℃的浇注料；耐磨损部位采用高铝矾土熟料为主要材料能满足耐磨性要求的情况下，就不去选择以刚玉为主材料的浇注料。主要原因是耐火浇注料价格是根据使用的主材质含量不同而定价的，价格相差较大，没有必要为了最求更高品质而忽视经济条件。尤其是日常损耗的部位对这一要求就显得特别重要。 3.粒度选择 耐火浇注料施工的部位有厚有薄，采用的颗粒大小配比比例也是不同的。比如浇注厚度大于100mm的内衬，需要加入的大颗粒粒径骨料就比较多，以提高结构强度和耐磨性，浇注或涂抹厚度10mm的部位，大颗粒骨料就使用较少，避免加入大骨料使之凸出衬体，不仅影响外观，而且在使用效果上大颗粒易磨损，容易造成衬体出现坑洞，进而影响使用寿命。浇注厚度不同可采用浇注法施工或涂抹法施工，因此耐火浇注料的颗粒大小的选择也是比较重要的。