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GB 50211-2004《工業(yè)爐砌筑工程及驗收規(guī)范》第19章“冬季施工”中規(guī)定“凡根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁貤l件，在室外晝夜平均溫度低于5℃，以及最低溫度低于3℃時，應(yīng)作為冬季施工”爐子砌筑完畢，但不能隨烘爐投產(chǎn)時，應(yīng)采取烘干措施，否則砌體周圍的溫度不應(yīng)低于5℃。可見，含水耐火澆注料的施工過程都要避開冰凍期，目的是為了防止耐火澆注料因水分凍結(jié)而失效。 所謂“冰凍”是要使含水耐火澆注料處于水的冰點（0℃）以上，不會因水分凍結(jié)而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力造成失效，要求溫度＞0℃，而不劃定固定溫度范圍。所謂“保溫”是指采取手段，使耐火澆注料溫度保持在某一個固定點或特定點范圍內(nèi)，而該溫度范圍可以＜0℃。本文中“防凍”是目的，“保溫”是手段：保溫的溫度范圍＞0℃。
一：低溫施工對不定形耐火澆注料的影響 不定形耐火澆注料是由顆粒、細(xì)粉、結(jié)合劑和添加劑等組成的一種多組分材料，通過加入水或其他液體結(jié)合劑而具有施工性，并經(jīng)過一定時間的養(yǎng)護(hù)后產(chǎn)生強(qiáng)度。以鋁酸鈣水泥結(jié)合的耐火澆注料為例，低溫或負(fù)溫對澆注料施工十分不利。環(huán)境溫度低，水泥的水化反應(yīng)慢，妨礙澆注料強(qiáng)度的增長。當(dāng)溫度低于0℃時，游離水將開始結(jié)冰，溫度達(dá)到-15℃時，游離水幾乎全部凍結(jié)成冰，致使水泥的水化和硬化完全停止。 當(dāng)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)的冰時，其體積約增大9％，使?jié)沧⒘袭a(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和造成骨料與水泥顆粒的相對位移及 內(nèi)部水分向負(fù)溫表面遷移；在澆注料體內(nèi)形成冰聚體引起局部結(jié)構(gòu)破壞。水在4℃時的密度最大，當(dāng)溫度降至4℃以下時，實際上水的體積已開始膨脹，這對于澆注料新形成的水泥水化物結(jié)構(gòu)會造成損害。 不定形耐火澆注料受凍傷后的表現(xiàn)為受凍材料表面有冰紋、螺旋紋、顏色發(fā)白、不均勻等現(xiàn)象，材料看上去較濕，邊、角顏色較深，很容易碎裂，用肉眼即可看見骨料窩坑的邊緣和底 面有化石似的冰晶體，易碎，與鋼筋(錨固件)幾乎沒有粘結(jié)力，材料內(nèi)部有較多大孔隙。 所以，冬季施工對不定形耐火材料有較大影響。從凝結(jié)硬化上來說，溫度低，凝結(jié)硬化速度慢，影 響施工速度。當(dāng)溫度為負(fù)溫時，不僅不能正常硬化，還將對旌工體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。 二：不定形耐火澆注料冬季施工防凍害的預(yù)防措施 2.1 澆注前的保溫 不定形耐火材料施工前包括攪拌、運輸?shù)取２牧蠑嚢钑r因加熱而得到的熱量在運輸過程中要盡最減 少損失。如選用適當(dāng)?shù)倪\輸工具，減少運轉(zhuǎn)次數(shù)，縮短運輸距離等。在一些關(guān)鍵部位，如錨固件、孔道 和拼縫灌漿處要進(jìn)行預(yù)熱，并在不大于45℃的條件下養(yǎng)護(hù)。施工縫在繼續(xù)澆灌時也要對已成部分預(yù)熱， 一般為7-15℃，預(yù)熱深度不小于0.3m。 2.2 養(yǎng)護(hù)冬季不定形耐火澆注料施工完畢后要充分利用材料本身的熱量和水泥水化后放出的水化熱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)， 必要時再補(bǔ)充一部分熱量。補(bǔ)充熱量的方法有： (1)蓄熱法。在養(yǎng)護(hù)時所用的保溫覆蓋材料應(yīng)以導(dǎo)熱性低，密封性好，能防風(fēng)，防潮，質(zhì)輕，價格低廉且能多次周轉(zhuǎn)為宜。傳統(tǒng)使用的材料有木屑、麥秸、稻草、干草以及制成的草簾子、草袋等，木 屑中加入石灰，既能保溫又能加熱。但這類材料易起火，損耗大，易受潮，淋濕后影響效能，且現(xiàn)場文明施工較差。塑料薄膜也是一種使用方便的覆蓋材料，透明玻璃鋼罩養(yǎng)護(hù)預(yù)制構(gòu)件實際上也是蓄熱法的 一種。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，保溫材料也逐步改進(jìn)，國外有使用泡沫乙烯制成的保溫氈，用塑料作面層， 內(nèi)裝泡沫材料芯的保溫被，以及輕鋼作邊框的保溫板塊。這些保溫材料在．5℃的氣溫下三天之內(nèi)仍可保持+10℃，不但保溫性能好，而且重復(fù)使用率高，不怕風(fēng)吹雨打，使用方便，而且還可用于垂直材料的 保溫。 （2）暖棚法。將現(xiàn)場圍起來，并設(shè)熱源，使棚內(nèi)保持所需溫度。暖棚造價低，重復(fù)使用次數(shù)多， 密封嚴(yán)實，材料可就地取材，用價廉的材料，如：防水布、塑料薄膜等。 (3)加熱養(yǎng)護(hù)法。有火爐加熱，蒸汽加熱，熱空氣加熱，紅外線加熱及電加熱等。加熱法有的和 暖棚合并使用，火爐加熱較為簡單，但消耗燃料多，易引起火災(zāi)。紅外線加熱法是以高溫電加熱器或紅 外線發(fā)生器對施工襯體進(jìn)行密封輻射加熱，目前尚不普遍。我國北方寒冷地區(qū)應(yīng)用較廣的是蒸汽加熱和 電熱法。蒸汽加熱法是將蒸汽通入模板內(nèi)的細(xì)孔道，這種模板是特制的，靠施工體的一面有許多細(xì)管， 叫毛細(xì)管模板，這種模板厚度不少于4cm，管的間距不小于20~25cm，并有鐵皮覆蓋。蒸汽由分氣箱 輸入管中，上部有回氣口，蒸汽壓力大于0.7kg．cm-1，過大的壓力會引起材料裂縫。升溫不宜過快，每 小時升溫高度不能大于15℃，厚大構(gòu)件不大于IO℃，配筋密的構(gòu)件最大不能超過20℃。電加熱法是給電板通電以產(chǎn)生熱量。電極為直徑6-12mm的鋼筋，插入施工體或固定在模內(nèi)，通電后，由于施工體 本身的電阻而產(chǎn)生熱量，為安全起見，電壓應(yīng)控制在50～llOV，同樣要控制電熱的升溫速度。電加熱法效果好但耗電大，費用較高。
2.3添加防凍劑關(guān)于水的結(jié)冰，一般認(rèn)為，在不定形耐火材料的使用時需要加入一定量的調(diào)和水，形成由骨料、基質(zhì)以及可溶性物質(zhì)的水溶液構(gòu)成的混合物。水溶液中一般含有A13+、Ca2+等離子構(gòu)成的鹽類，鹽類的存在使溶液的結(jié)冰點降低。 2.4添加促凝劑 冬季施工中，添加促凝劑(硬化劑)是一種常用的加快不定形耐火澆注料硬化的方法。例如鋁酸鹽水泥結(jié)合的耐火澆注料常用鋰鹽、鈉鹽等來加快澆注料的硬化；水玻璃結(jié)合澆注料常用氟硅酸鈉作為硬化劑；磷酸鹽結(jié)合澆注料或搗打料常用鎂砂粉、鋁酸鹽水泥等作為硬化劑。但需注意這種方法僅對一定的 溫度范圍適合，對更低溫度下作用較小甚至根本不起作用。促凝劑僅能從反應(yīng)動力學(xué)上起效果，如果硬 化反應(yīng)在一定溫度時從熱力學(xué)上就不可能發(fā)生反慮，促凝劑也就談不到使用效果了。
三：結(jié)論 通過上述現(xiàn)狀分析認(rèn)為冬季施工時，如完全不采取措施會對不定形耐火澆注料產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。 可以采取以下措旌改善不定形耐火澆注料在冬季下的施工狀況。 (1)避免反復(fù)凍融。不定形耐火材料在施工完畢后，在凝結(jié)硬化前如果受凍，只要不反復(fù)凍融， 在第一次融化后恢復(fù)正常養(yǎng)護(hù)后，強(qiáng)度可以重新發(fā)展，與未受凍基本相同。 (2)充分養(yǎng)護(hù)。不定形耐火材料在產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度后再受凍基本上凍害的危害就較小。一般采取 加熱保溫措施，必要時利用鋁熱反應(yīng)，為施工體提供足夠的熱量或避免熱量損失，使材料能正常養(yǎng)護(hù)硬化。 (3)添加防凍劑來降低水的冰點，使其在負(fù)溫下保持足夠的液相，使水泥的水化作用得以繼續(xù)進(jìn) 行，促進(jìn)坯體強(qiáng)度的快速產(chǎn)生，以防凍傷。防凍劑應(yīng)優(yōu)先選用對耐火性能沒有影響的有機(jī)防凍劑，且加 入量不能太大，以免影響組織結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。 (4)添加促凝劑，促進(jìn)材料硬化。 實際應(yīng)用中建議以上措施復(fù)合采用，對冬季施工效果的改善會更為明顯。 |
