1、钢纤维的抗拉强度检验,要求其抗拉强度不低于380MPa;2、钢纤维的抗弯拆性能,钢纤维应能经受直径3㎜钢棒弯拆90°不断,每批次检验不少于10根;3、杂质含量,钢纤维表面不得有油污,不得镀有有害物质或影响钢纤维与
塑钢纤维是一种新型合成纤维。该产品主要以聚丙烯和聚乙烯为原材料,经过特殊工艺加工而合成,结合了钢纤维和塑料合成纤维两者的优点,主要用来代替在混凝土面板结构中的焊接金属网格和钢纤维。
塑钢纤维的作用
塑钢纤维是一种应用于建筑工程,控制混凝土韧性和抗击性能的高强度纤维,可以替代传统钢筋网、钢纤维,而建设成本更加经济;使用操作省时方便:且具有广泛应用前景的混凝土增强新型材料。塑钢纤维是以聚丙烯改性高分子聚合物为主要原料,经过特殊工艺技术生产而成。它是一种表面粗糙,外型轮廓分明的单丝粗纤维:直径粗细不同、纤维长短不等、成波浪形状、抗拉强度高、弹性模量大、抗酸碱能力强;并且具备钢筋、钢纤维的外型,钢筋、钢纤维的功能,又有合成软纤维的优点。
耐火材料种类、性能及检测
目前,工业上使用的耐火材料种类繁多,性能各异,涉及工业生产的各个领域。生产水泥使用的耐火材料应满足水泥生产工艺的要求,本文针对水泥回转窑系统使用耐火材料的种类及性能,从耐火砖和耐火浇注料二个方面进行介绍。
第一节 回转窑工艺特性对耐火材料的要求
一、简介回转窑的工艺特性:
1.窑温高,对耐火材料的损坏加剧,水泥熟料熔体中的C3A(铝酸三钙)、C4AF(铁铝酸四钙)等侵蚀程度加大,窑内过热导致热应力破坏加剧。
2.窑速快,单位产量加大,机械应力和疲劳破坏加大。 3.碱、氯、硫等组分侵蚀严重,硫酸盐和氯化物等挥发、凝聚、反复循环富集,加剧结构剥落损坏。 4.窑径大,窑皮的稳定性差。
5.窑系统结构复杂,机械电气设备故障增加,频繁开停窑导致热震破坏加剧。
二、预分解窑对耐火材料的要求
1.常温力学强度和高温结构强度要高,窑内不管烧成状况的好坏,窑内温度在10000C以上,要求耐火砖荷重软化温度高。 2.热震稳定性要好,即抵抗窑温剧烈变化而不被破坏的能力好。在停窑,开窑以及窑运转状态不稳定的情况下,窑内的温度变化较大,要求窑衬在温度剧烈变化的情况下,不能有龟裂或者
剥落,要求在操作时尽量使窑温稳定。
3.抗化学侵蚀性要强,在窑内烧成时,所形成的灰分、熔渣、蒸气会对窑衬产生侵蚀。
4.耐磨及力学强度要高,窑内生料的滑动及气流中粉尘的磨擦,对窑衬造成磨损。尤其是开窑的初期,窑内还没有窑皮保护时更是如此。窑衬还要承受高温时的膨胀应力及窑筒体椭圆变形所造成的应力。要求窑衬要有一定的力学强度。
5.窑衬具有良好的挂窑皮性能,窑皮挂在衬砖上,对衬砖有保护作用,如果衬砖具有良好的挂窑皮性能并且窑皮也能够维持较长时间,可以使窑衬不受侵蚀与磨损。
6.气孔率要低,如果气孔率高会造成腐蚀性的窑气渗透入衬砖中凝结,毁坏衬砖,特别是碱性气体。
7.热膨胀安定性能要好,窑筒体的热膨胀系数虽大于窑衬的热膨胀系数。但是窑筒体温度一般都在280-450度左右,而窑衬砖的温度一般都在800度以上,在烧成带温度有1500度,窑衬的热膨胀比窑筒体要大,窑衬容易受压力造成剥落。 8.低铬或无铬,减少铬公害。 9.抗水化性能要好。
第二节 预分解窑用耐火砖的种类
一、非碱性砖
非碱性砖为氧化铝含量在48%以上的硅酸铝耐火制品。矿物组成为刚玉(α-AI2O3)、莫来石(3 AI2O32SiO2)和玻璃相,其
含量取决于AI2O3/SiO2比值和杂质的种类及数量,按AI2O3含量划分等级。
一级:含AI2O365%-70%。 二级:含AI2O355%-65%。 三级:含AI2O348%-55%。
水泥回转窑上使用的高耐磨砖、硅莫红砖、硅莫砖、搞剥落砖都属于高铝质砖,也称其为非碱性砖。
二、碱性砖
1.镁铝尖晶石(MgO〃AI2O3)、镁铁尖晶石砖(FeMgFeO4):为了改善镁砖的热震稳定性,在配料中加入氧化铝或氧化铁生成的以尖晶石结构为主要矿物的镁质砖。热震稳定性好,使用过程中与熟料反应能在砖的表面形成一层很薄的铝酸钙保护层,使液相不易渗透。
2.直接结合镁铬砖:(MgO〃Cr2O3):以优质菱镁矿石和铬铁矿石为原料,先烧制成轻烧镁砂,按一定级配后经高压成型,在1900度高温下烧制成重烧镁砂,再配入一定比例的铬铁矿石,加压成型,经1750-1850度隧道窑煅烧而成。抗化学侵蚀性能好。 3.尖晶石砖与直接结合镁铬砖相比较:前者的热震稳定性和抗剥落 性比后者好而抗化学侵蚀性次于后者。这二种砖也称其为
碱性砖。 三、耐碱砖:
在三次风管和旋风筒内使用。主要成份AI2O3含量25%-30%,SiO2>65%。它能使窑气中的碱在砖面上凝集成后迅速与砖面发生化学反应,形成一层高黏度釉面层,封闭了碱向砖体内部继续侵蚀的孔道,防止了碱裂。
第三节 预分解窑用耐火砖的性能
一、使用性能
1.常温耐压强度:在常温下单位面积上所承受的最大极限压力。 2.荷重软化开始温度:指耐火制品在02MPa压力下开始软化变形06%的温度。
3.耐火度:材料在高温下抵抗熔化的性能。
4.密度:包括全部气孔在内的每立方米砖块体积的千克数。 5.热膨胀率:耐火制品受热膨胀、冷后收缩的可逆变化。 6.热震稳定性:抵抗急冷急热而不被破坏的能力。(在1100度时有水冷与风冷二种表示方法)
二、常用耐火砖理化指标及使用性能表
第四节 回转窑用耐火浇注料的种类及性能
耐火浇注料属不定型耐火材料,是由耐火骨料和结合剂组成的混合料,交货状态为干料,加水或其它液体调配后使用。主要采用水硬性结合剂,也可采用化学结合剂,以浇注、振动、捣固方法施工,不需加热即可凝固硬化。 一、低水泥耐火浇注料:
普通水硬性耐火浇米料水泥用量15%-20%,加水量为10%-15%。低水泥耐火浇注料由于加入了高效表面活性外加剂后,水泥用量降为5%-7%,加水量降为5%-8%。两者的主要成分虽然基本相同,但后者由于改善了水泥颗粒的分散性,提高了水泥水化的完全率,从而水泥颗粒的胶结作用得到充分发挥。性能:耐火度比普通浇注料高100-140度,荷重软化开始温度高20-70度。
低水泥耐火浇注料的理化性能:
二、耐热钢纤维耐火浇注料:
在耐热浇注料中掺入短而细的耐热钢丝,具有较好的热稳定性和抗机械冲击、抗磨损、抗机械振动作用。其使用寿命比不掺入耐热钢纤维的同类浇注料提高2-5倍。
1钢纤维品种:Cr15%-25%,Ni9%-35%的耐热钢制作 2耐火浇注料使用温度:1400-1450度
3钢纤维加入量:2%-8%,国外有采用18%的最大加入量 4钢纤维尺寸:钢纤维长度与其直径比50-70范围内,直径04-05mm。
三、轻质耐火浇注料
由耐火轻质骨料、粉料、结合剂或外加剂组成,按规定条件制作和养护后可直接使用的不定开型耐火材料,具有密度小,热导率低、兼有耐火与隔热性能。 四、高性能耐火浇注料: 1、板状刚玉浇注料
板状刚玉是一种纯净的、不添加如MgO、BO3等任何添加剂而烧成收缩彻底的浇结氧化铝,具有良好的α-AI2O3晶体结构。(O2-近似地作六方最紧密堆积排列,AL3+填充在六个O2-形成的八面体
空隙中)。 特点:
熔点高,约2040度。 晶粒硬度大,莫氏硬度9。
耐化学侵蚀,除氢氟酸和磷酸外,与大多数碱、矿物酸不起反应。
不存在显微裂纹和大的内部气孔,其强度高。
具有耐火度高,热负荷强度高、蠕变小,高密度、低透气性,热震稳定及耐磨性好。热收缩率低、纯度高的特点。 2、尖晶石浇注料 什么是尖晶石:
是离子晶体,属立方晶系空间群,分子通式为AB2O4,式中A为二价正离子,B为三价正离子。这类晶体称为尖晶石。以MgAL2O4为代表,其它还有ZnAL2O4、FeAL2O4、FeCr2O4、FeMgFeO4。 特点: 热振稳定性好。 抗侵蚀性好。
具有硬度大,化学性能稳定、熔点高等良好的性质。 3、莫来石浇注料
莫来石:3Al2O3〃2SiO2。它在自然界中是由叶蜡石
Al2(Si4O10)(OH)2脱水而来。浇注料热态强度高,抗剥蚀性能好,具有较高的抗热冲击能力和抗结构剥落性能。
4、抗结皮浇注料
由于SiC属于中性材料,不与碱反应,具有极好的耐碱性,由其组成的浇注料不与水泥生料反应,具有良好的抗结皮性,耐磨性好,耐水泥生料冲刷,延长了使用周期。
常用耐火浇注料性能表
注:冷压强度:11003H;抗折强度:11003H;线变化率: 11003H
第五节 耐火材料的检测
一、耐火材料理化性能的检测:
1、耐火砖的检测项目:主要化学成份含量、常温耐压强度、热震稳定性、荷重软化温度四个项目。
2、耐火浇注料的检测项目:主要化学成份含量、耐压强度、抗折强度、烧后线变化率、体积密度五个项目。
上述理化性能的检测应到国家认证的耐火材料产品质量监督检验测试中心检测。
二、耐火砖常规检测记录及超标处理情况表 1每种材质填写一份。
2为什么大头、小头的误差允许1mm,长度误差允许2mm,高度误差允许1%?
解释:大、小头误差1mm可以用灰浆来调节,长度误差2mm可以通过砖侧面的膨胀纸板及灰浆来调节。高度允许1%,这是一种表示形式,集团窑内使用的耐火砖有三种不同的高度:200mm、220mm、250mm。不同高度砖的误差限制是不一样的,但是不能超过2-25mm,一般情况下,我们应控制在1-15mm。这个误差也是火泥可以调节的。 3平整度:控制在05mm。
解释:用塞尺来检测砖大面的平整程度,常用的塞尺规格有01、02、025、03、04、05六种。砖的平整度最大值不能超过05mm。在操作上,我们最好是控制在02-03mm为宜。能
通过05mm的塞尺,就说明该砖的平整度不好,应多开几箱,多测几块(这是因为超过05mm的标准值,在封口时,砖容易压碎;砖在窑内生产后由于窑的转动,砖的大面相互挤压,也易产生碎裂)如果还是这样的话,就应与供应商联系,由业主、我方、供应商共同确定相应的施工砌筑方案。并且由供应商承诺这批砖的使用质量。
4单重:砖的理论单重可以计算,也可以用厂家提供的。我们将砖的实际重量是与理论重量比较,估测砖的质密程度。 解释:砖的重量偏差±05为宜。如偏重说明砖尺寸可能偏大、或受潮;偏轻说明气孔率大、质地松、达不到标准密度。对于超出范围的砖,供应商没有说明和承诺,可以不用。 5边损、角损、裂纹、凹坑、熔迹、鼓包
解释:这些缺陷都是砖在制作、烧成、包装、运输过程在产生的损伤和缺陷,上述现象只要在表格上的数值范围内,就是可以使用的砖。一般来讲,抽样6块砖不应有这些情况出现,如发现有一到二块,应再开一箱,还有这种现象,就应联系供应商,询问情况。并做好相关备忘。 三、耐火砖供货的书面材料: 1、质保书
2、出厂产品理论指标及试验方法 3、施工指导书 4、砖型图
5、产品装箱单
6、产品合格证
这些都是验收的依据。
四、取样规则:
耐火砖尺寸、外观、断面检查和理论性能检验的试样,采用随机取样方法:外观质量每批以十吨为限,理化性能每批以六十吨为限进行取样。外观、尺寸、单重检验取20块,理化性能检验取6块。每种型号耐火砖取样数量不得少于3块。
钢纤维混凝土是将钢纤维掺入到普通混凝土中制得的一种复合混凝土,是一种力学性能优良的新型材料。它能显著提高砼的抗拉强度、抗弯强度和抗疲劳性,在路面工程中应用可以明显减薄厚度,改善路用性能。
一、钢纤维混凝土原材料的选择及配合比设计
(一)、水泥
一般可采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。因钢纤维混凝土路面特殊工作条件、厚度小,故路面混凝土应尽可能采用强度高、干缩性小、抗磨性及抗冻性好的水泥。
(二)、集料
粗骨料(粒径大于7mm),宜采用岩浆岩或未风化的沉积岩碎石,不宜采用石灰岩碎石,粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的1/2
细集料(粒径小于5mm)可用天然砂,要求颗粒坚硬耐磨、级配良好、表面粗糙有棱角。
(三)、水和外掺剂
同普通混凝土一样,以饮用水为宜,混凝土用水量约为130-180kg/m3,为保证混凝土具有足够的强度和密实度,水灰比宜为04-055,水灰比低时,混凝土和易性差,可增加减水剂或塑化剂,为使路面提早开放交通,可在混凝土中掺加适量早强剂,为提高混凝土的和易性、抗冻性,可掺入适量加气剂。
(四)、钢纤维类型及尺寸
采用的钢纤维为碳钢纤维,路面用钢纤维宜用、熔抽型、剪切性。其抗拉强度应不低于550Mpa,纤维直径一般为04-07mm,长度一般为直径的50~70倍。
(五)、配合比设计
为利于路面工程的实际运用,钢纤维混凝土的配合比设计应直接基于钢纤维混凝土的性能及使用进行设计,即在使用钢纤维混凝土配合比设计中,以钢纤维混凝土的抗折强度作为配合比设计指标,寻求制约钢纤维混凝土抗折强度的主要因素,如钢纤维掺入量,钢纤维长径比,水泥标号与水灰比之间的比例关系,通过上述诸因素的调整,控制钢纤维的抗折强度。
钢纤维混凝土配合比设计时,必须满足路面设计要求的拌和性能及硬化后的性能、钢纤维混凝土路面结构的设计要求决定,通常为抗压强度、抗折强度、弯曲韧度等,通常路面结构设计时以抗折强度、抗压强度为主要强度指标,为提高钢纤维混凝土的韧性,应尽可能选用与混凝土基体粘结强度较高的钢纤维。路面钢纤维混凝土配合比的强度试验,应根据路面等级和工程要求分别进行抗压与抗折试验。
二、施工技术
(一)、拌和
拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节,因此,钢纤维混凝土路面施工须采用机械搅拌,一般采用强制式或反锥式搅拌机,为保证钢纤维混凝土搅拌均匀,其投料顺序为:水泥、粗集料、细集料、钢纤维,其中纤维投料分三次投入拌和机中,干拌均匀,再加足水湿拌,拌和时间一般为2~3分钟。
(二)、运料
在运送混合料时,主要采用手推车、翻斗车或自卸汽车运输,应尽量缩短运送的时间和距离,以免运输中振动使钢纤维下沉,影响拌和料的均匀性,运输中要防止钢纤维受污染,运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作时间为限。
(三)、浇筑
当混合料运送至指定地点后,一般直接倒入安装好模板的路槽内,并用人工找平,落料时应避免同一处大堆落下,在规定的连续施工区段内,必须连续进行,不能中断,否则会造成钢纤维沿接缝隙表面排列,不能产生增强作用,易产生裂缝。
(四)、振捣
钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在02m以内可一次摊铺成型,振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度,严禁漏振,再用两端置于外侧模板的振动梁,沿摊铺方向振动压平,振动过程中,多余混合料被刮出,低凹处应随时补足,最后用置于两侧模板上的无缝钢管,沿纵向滚压一遍,以确保路面的平整度。
(五)、表面处理
为防止钢纤维外露或竖直伸出表面,以保证车辆及行人安全,在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法,将竖起或外露的钢纤维压入后再整平,抹面和压纹时也不得将钢纤维带出,抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛,压纹和拉毛工具,宜使用压滚和刷子,不得使用竹扫帚。路面切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口,割槽时间不宜过早或过迟,在钢纤维抹面后12—48小时左右,抗压强度达到5—10Mpa作为切缝时间。
(六)、养生
钢纤维混凝土与普通混凝土一样,应及时养生。当混凝土抹面2小时后,当其表面具有一定硬度,用手指轻压不出现痕迹时,可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂(约20-30mm)覆盖于混凝土表面,每天均匀洒水数次,使其保持潮湿状态,养护不得低于7天。也可用不透水的薄膜粘附于表面,从而阻止混凝土中水分蒸发,以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。
三、钢纤维混凝土的质量控制
为保证钢纤维混凝土的施工质量,应注意以下事项:
(1)、对原材料的检验,只允许使用合格的原材料;
(2)、事先应检测土基的密实度,基层的强度、刚度和均匀性;
(3)、现场测定砂、石料的含水量,根据试验配合比,以适当调整施工配合比;
(4)、摊铺前,应检查基层的平整度、路拱横坡、模板标高等;
(5)、试件制作。每铺筑400方的钢纤维混凝土,应制作2组抗折试件(以作7天和28天强度试验强度)每增铺1000-2000m3钢纤维混凝土,增做一组试件,备作验收或检查后期强度时用,试件在现场与路面相同条件下进行湿法养生,施工中应及时测定7天龄期试件强度,检查是否达到28天龄期强度的70%以上,否则,查明原因,立即采取措施,以达到设计要求。
四、钢纤维混凝土路面接缝设置
因钢纤维抗拉性能好,阻裂能力和抗收缩性能好,在施工条件许可时,一般7-9m宽的路面勿需设纵缝,可用整幅施工,横向缩缝按15~20m间距设置。
五、钢纤维混凝土社会、经济效益
应用钢纤维混凝土铺筑路面,其社会和经济效益十分显著。