[发明专利]用于铝酸盐水泥结合的不定形耐火材料的复合早强防冻剂

说明书

技术领域

本发明涉及不定形耐火材料的防冻剂，主要涉及一种用于铝酸盐水泥结合的不定形耐火材料的复合早强防冻剂。

背景技术

冬季施工对不定形耐火材料有较大影响。以浇注料为例，环境温度低，第一会导致浇注料流动性不理想，直接影响到其实际施工性，关系到浇注料的密实性、均匀性和施工实效；第二会降低水泥的水化速率，导致浇注料硬化速度慢，影响施工速度。

目前，耐火浇注料冬季施工主要采用加热原材料、蓄热保温法、暖棚法和外部加热法等措施使施工衬体保持一定的养护温度。这样能防止浇注料受到冻害，并使其在一定的养护条件下硬化。但是这些措施存在很多问题。例如，当加热原材料时，若拌合水加热温度过高，会导致水泥产生假凝，也会破坏水泥成分。再如，这些方法需要耗费大量的能源，且现场的湿度若控制不当，会使衬体表面产生温度收缩裂缝，影响整体质量。

借鉴混凝土行业的技术经验，冬季施工采用添加防冻剂的方法是比较简单和经济的。防冻剂的作用主要包括两个方面：

第一，防止材料受冻破坏。防冻剂中含有降低冰点的物质，它们可以使体系中的水分在尽可能低的温度下结冰，使体系保持有一定的液相；同时可以干扰冰晶的生长，减少冻胀应力。

第二，提高早期强度。掺入防冻剂后可以使材料在规定施工温度下，最大限度地提高早期强度，避免受冻破坏。

不定形耐火材料冬季施工使用防冻剂较为少见。混凝土用防冻剂的成分大多为无机盐类，例如钠盐，钙盐等。试验证明，这些盐类掺入浇注料中后，由于带入了大量无机盐离子，导致浇注料的流动性变差，而且增加拌合水用量，使浇注料的各方面性能受到较大影响。

《耐火浇注料衬里受冻试验研究》一文中，作者邸长友在石化装置隔热耐火浇注料中加入了普通混凝土用防冻剂，在正温预养后进行了防冻试验。作者选用市售TD-10型粉状防冻剂(碱金属类)，加入到轻质浇注料中，室温(16℃)成型并养护2h后在表面覆盖塑料薄膜，移入-15℃的冰柜中养护3天，拆模后继续常温养护3天，然后进行烘干和热处理，测定性能。试验结果发现加入4％的防冻剂后，浇注料110℃烘干后的性能基本没什么变化，但是经过815℃处理后强度下降了20％左右。同时，由于防冻剂的加入，形成低共熔点物质，在高温下产生液相，使浇注料的线收缩率大幅增加。试验还发现，在加入防冻剂后，由于盐类饱和，出现了“盐析”现象，试块表面长出大量的“白毛”，热处理后表皮爆裂，对于衬里质量不利。

所以，在水泥耐火浇注料中采用加入普通混凝土常用的防冻剂的办法来进行冬期施工是不能满足要求的。

发明内容

本发明的目的是为铝酸盐水泥结合的不定形耐火材料冬季施工，提供行之有效的能够达到防冻效果和发展足够早期强度的早强防冻剂。

(一)首先解决防冻问题，兼顾到保持浇注料良好流动性和对浇注料高温性能影响小。具有降低冰点特性的物质中，本发明选用有机组分中的乙二醇和尿素。

乙二醇能与水任意比例混合，混合后由于改变了冷却水的蒸气压，冰点显著降低；另外，乙二醇可以改善浇注料界面结构，有早强的作用。乙二醇与水混合溶液的冰点与乙二醇浓度的关系见表1：

表1  乙二醇水溶液冰点