一種房屋外墻砂漿的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及提供一種房屋外墻砂漿的制備方法，包括以下組分：原料按質(zhì)量百分比計組成為：水泥20～35%，粉狀耐火泥2～5%，鋁礬土粉末20～35%，砂子50～60%，余量為水。本發(fā)明有效提高了砂漿的早期強度，增加了砂漿與耐火磚的粘接性能，同時保證了砂漿經(jīng)高溫煅燒后的強度；增強了耐硫酸鹽腐蝕性能；配置過程及施工過程均方便操作，不會延長施工周期，無其余副作用，無安全隱患，非常適用于施工周期短且建完立即投入使用的工程；有效降低了施工風(fēng)險，排除了安全隱患；較傳統(tǒng)工藝成本更為低廉。
【專利說明】一種房屋外墻砂漿的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于防火墻的砂漿，具體是指一種房屋外墻砂漿的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐火泥是使用鋁礬土熟料及粘接劑制作的粉料，作為耐火磚之間縫隙的填充材料，耐火水泥又稱礬土水泥，它是以低堿性鋁酸鹽為主要礦物的水硬性材料，為不定型耐火材料。鋁礬土又稱礬土或高鋁土，主要成分為三氧化二鋁；因含鐵呈褐色或淺紅色，密度3.9~4q/cm3,硬度I~3 ;不透明、質(zhì)脆、不溶于水,主要用于制招或制作耐火材料。耐火磚是一種定型耐火材料，用于砌筑防火墻或煉爐，三氧化二鋁含量達75%以上。
[0003]在油氣開采過程中，試油隊試油結(jié)束后，為檢測地下天然氣壓力需進行放噴作業(yè)，將地下采集的天然氣通過管線放出并燃燒，從而要求建筑施工單位修建防火墻以保證周圍房屋、植物不被燒毀。防火墻要求具有堅固、能承受天然氣噴射壓力、耐高溫煅燒、耐地下硫酸鹽液體的腐蝕等功能。
[0004]目前石油行業(yè)設(shè)計單位防火墻普遍設(shè)計為:墻體迎火面為耐火磚，使用耐火泥砌筑；為控制成本背火面為標(biāo)準(zhǔn)磚，使用普通砂漿砌筑；三面墻體，一面為放噴管線接入，呈U字型，高度一般為2~3米，截面寬度為0.5~1.5米不等；要求其具備耐火性能，其施工周期一般為7天，修建完畢即立即用于放噴作業(yè)。
[0005]在筑爐行業(yè)中一般米用耐火泥直接砌筑耐火磚，因耐火磚規(guī)格統(tǒng)一，表面平整，要求耐火泥灰縫厚度在3_以內(nèi)。但鉆前工程中防火墻采用耐火磚與標(biāo)準(zhǔn)磚共同砌筑，而兩種磚規(guī)格尺寸不同，錯縫搭接時必須用灰縫厚度進行調(diào)整，故防火墻灰縫厚度普遍為8~
1.1mm,灰縫的厚度要求砂衆(zhòng)必須具備一定抗壓強度。
[0006]耐火泥為填充材料，非膠凝材料，砌筑耐火磚后經(jīng)高溫煅燒，因其化學(xué)成分與耐火磚相同，能夠有效燒結(jié)成一個整體，燒結(jié)硬化后具有很高的強度；但在放噴前，耐火泥幾乎沒有強度，且與耐火磚不能有效粘接，在砌筑過程中容易發(fā)生垮塌、傾覆等事故，存在極大安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種房屋外墻砂漿的制備方法，解決目前施工過程中的安全問題，同時該耐火砂漿具備一定的耐硫酸鹽腐蝕性能，且成本較直接使用耐火泥更加低廉。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種房屋外墻砂漿的制備方法，原料按質(zhì)量百分比計包括以下組分:水泥20~35%，粉狀耐火泥2~5%，鋁礬土粉末20~35%，砂子50~60%，余量為水；首先當(dāng)環(huán)境溫度在10°C及10°C以上時，原料按質(zhì)量百分比計組成為:水泥20~35%，粉狀耐火泥2~5%，鋁礬土粉末15~20%，砂子50~60%，余量為水；在氣溫低于10°C時，加入0.5~2%的早強劑或早強減水劑；然后采用機拌或人工的方式將第一步所述的原料按配比混合并攪拌均勻；接著在攪拌完成后4小時內(nèi)使用第二步得到的砂漿砌墻；最后砌墻以后自然養(yǎng)護至砂漿凝固。
[0009]水泥的主要礦物組成為鋁酸一鈣Ca0.Al2O3,簡寫為CA，其含量約占75%。此外，尚含有少量硅酸二鈣C2S與其它鋁酸鹽，如七鋁酸十二鈣12Ca0*7Al203，簡寫為C12A7，二鋁酸一鈣Ca0.2A I2O3,簡寫為CA2。
[0010]鋁礬土的主要礦物組成為氧化鋁，系含有雜質(zhì)的水合氧化鋁ai2o3。砂的主要成分是Si02。通常情況下，砂都含有一定的水分，當(dāng)砂的含水量較大時，需要減少用水量，增加砂的用量，以此保證砂子的重量為整體重量的50%~60%。
[0011]由于CA是水泥的主要礦物組成，因而CA與Al2O3的水化過程可以大致認為就是水泥與鋁礬土的水化過程；#(Si02)與水作用很微弱，可視為惰性礦物，CA與Al2O3在不同溫度下進行水化時，可以得到不同水化產(chǎn)物:
當(dāng)溫度低于20°C時，
Al203+Ca0.Al203+13 H2O — Ca0.Al2O3.10 H2CHAl2O3.3 H2O
Ca0.Al2O3.10 H2O 簡寫為 CAHlO ；
當(dāng)溫度為20~30°C時，
Al2O3+ 2 (Ca0.Al2O3) +11 H2O — 2Ca0.Al2O3.8 H2CHAl2O3.3 H202Ca0.Al2O3.8 H2O簡寫為C2AH8
當(dāng)溫度高于30°C時，
2Al203+3 (Ca0.Al2O3) +12 H2O — 3Ca0.Al2O3.6 H20+2 (Al2O3.3 H2O)
3Ca0.Al2O3.6 H2O 簡寫為 C3AH6
水化產(chǎn)物CAHlO與C2AH8均為針狀或板狀結(jié)晶，能相互交織成堅固的結(jié)晶合成體，使砂漿具有較高的強度，析出的氫氧化鋁凝膠(Al2O3.3 H2O)難溶于水，填充于晶體骨架的空隙中，形成比較致密的結(jié)構(gòu)；而砂(SiO2)具有填充及細骨料的作用，故該耐火砂漿的早期強度增長較快，后期強度則增長不顯著。
[0012]CAHlO與C2AH8是亞穩(wěn)定的，會逐漸轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的C3AH6。轉(zhuǎn)化過程隨著溫度升高而加速。經(jīng)高溫煅燒后，砂漿主要成分為C3AH6與SiO2，二者均為比較穩(wěn)定的物質(zhì)，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，能保證砂漿后期抗壓強度。
[0013]還包括質(zhì)量百分比為0.5~2%的早強劑或早強減水劑。進一步講，在冬季寒冷氣候下，該耐火砂漿硬化速度較慢，早期強度在同等養(yǎng)護期內(nèi)稍小，可按質(zhì)量百分比0.5~2%加入早強劑，因為它很快和水泥漿中的水化C3A (C3AH6)反應(yīng)，生成幾乎不容于水的水化氯鋁酸鈣并與水泥中的水化產(chǎn)物氫氧化鈣反應(yīng)，生成溶解度極小的氧氯化鈣并析出，促進硬化骨架形成，增強硬度，同時為了提高水膠比，減少用水量，可以加入早強減水劑，減少需水量，在使用同等水泥用量的時候，可以有效提高其凝固后的強度。
[0014]所述的鋁礬土粉末的最大粒徑小于5mm。進一步講，因防火墻砌筑灰縫需控制在8~11_以內(nèi)，當(dāng)鋁礬土粉末較大時，將不可避免地導(dǎo)致灰縫厚度增加；灰縫越厚，放噴煅燒時其內(nèi)部溫度增長越慢，影響其燒結(jié)效果及后期強度，同時會造成耐火砂漿的浪費，因此必須使用最大粒徑小于5_的連續(xù)級配的招帆土粉末。
[0015]所述砂子為連續(xù)級配的中砂。
[0016]當(dāng)所述水泥選擇425型號時，其用量為20~25%，水泥選擇525型號時，其用量為17~25%，水泥選擇625型號時，其用量為17~22%，水泥選擇725型號時，其用量為15~20%.進一步講，采用不同型號的水泥，可以采用不同的用量來達到同樣的強度效果，具體地講，采用水泥425時，其參量為20~25%，采用水泥525時，其參量為17~25%，采用水泥625時，其參量為17~22%，采用水泥725時，其參量為15~20%，即需要達到相同的強度，隨水泥標(biāo)號的升高，可以降低水泥的用量。該耐火砂漿早期強度增長較快，7天即可達到其極限強度的70%左右，故宜用于施工周期短且建完立即投入使用的工程，同時，該耐火砂漿具有很好的抗硫酸鹽侵蝕性，這是由于它的主要組成為低鈣鋁酸鹽，含硅酸二鈣極少，故水化時析出的游離氧化鈣也極少，適用于有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程。
[0017]該耐火砂漿耐高溫性能較好，達到270°C至540°C，因為高溫時產(chǎn)生了固相反應(yīng)，以燒結(jié)結(jié)合逐步代替了水化結(jié)合，使得雖在高溫下，仍能保持較高的強度，滿足試油放噴對高溫的需要。
[0018]在施工過程中，應(yīng)當(dāng)注意以下內(nèi)容:
1、砌筑前，耐火磚到場后，禁止用水發(fā)磚，雨季時耐火磚必須遮蓋，因安砌的耐火磚可從耐火砂漿中吸取一部分水分，起到減水劑作用，加速砂漿硬化，便于提高砂漿早期強度。
[0019]2、配置耐火砂漿，將上述原料按配合比攪拌均勻，冬季適當(dāng)增加耐火水泥比例或加入早強劑，砂質(zhì)量較差、含泥較重時適當(dāng)增加鋁礬土比例，確保其和易性，即用于防火墻砌筑，因鋁礬土粉末為2~5_固相物質(zhì)，故攪拌必須使用機械攪拌。
[0020]3、砌筑時盡量使砂漿灰縫最薄，因放噴煅燒時間為10~25分鐘一次，砂漿灰縫越薄其內(nèi)部受熱溫度越高，燒結(jié)固結(jié)效果越好，利于保證砂漿后期強度。
[0021]4、該耐火砂漿嚴禁與硅酸鹽水泥或石灰相混，也不得與尚未化的硅酸鹽水泥混凝土接觸使用。
[0022]5、安砌完成后禁止用水養(yǎng)護，只能自然養(yǎng)護。
[0023]綜上，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有益效果是:
1、本發(fā)明使用新型耐火砂漿代替?zhèn)鹘y(tǒng)耐火泥施工，充分利用耐火水泥凝結(jié)時間短、早期強度高的特性；鋁礬土粉末早期充當(dāng)骨料的物理性質(zhì)及后期可與耐火泥燒結(jié)為整體的化學(xué)性質(zhì)；以及砂充當(dāng)骨料及填充料且成本低廉的特點，配置出新型耐火砂漿，有效提高了砂漿的早期強度，增加了砂漿與耐火磚的粘接性能，同時保證了砂漿經(jīng)高溫煅燒后的強度；
2、本發(fā)明水化時析出的游離氧化鈣也極少，有效提高了砂漿耐腐蝕性能，提高了防火墻在受放噴作業(yè)時從地下噴出硫酸鹽液體的侵蝕性能；
3、本發(fā)明所用原材料易獲得，配置過程及施工過程均方便操作，不會延長施工周期，無其余副作用，無安全隱患，非常適用于施工周期短且建完立即投入使用的工程；
4、本發(fā)明較傳統(tǒng)工藝有效降低了施工風(fēng)險，排除了安全隱患；
5、本發(fā)明較傳統(tǒng)工藝有效降低了施工成本，目前上述原材料的市場價格為:耐火泥700元/噸；耐火水泥:1900元/噸；招礬土:1200元/噸；砂:70元/噸；傳統(tǒng)工藝修建防火墻需用耐火泥2.4噸左右,耐火泥成本為1680元，使用該耐火砂漿,在與耐火泥同等用量情況下，成本為1240~1580元，較傳統(tǒng)工藝成本更為低廉。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明一種房屋外墻砂漿的制備方法，包括以下組分:原料按質(zhì)量百分比計組成為:水泥20~35%，粉狀耐火泥2~5%，鋁礬土粉末20~35%，砂子50~60%，余量為水，在氣溫較低時，可以加入質(zhì)量百分比為0.5~2%的早強劑或早強減水劑，鋁礬土粉末的最大粒徑小于5mm，砂子為連續(xù)級配的中砂，當(dāng)所述水泥選擇425型號時，其用量為20~25%，水泥選擇525型號時，其用量為17~25%，水泥選擇625型號時，其用量為17~22%，水泥選擇725型號時，其用量為15~20%。
[0025]防火墻在試油作業(yè)完成后是要拆除的，土地要復(fù)耕，所以防火墻是臨時構(gòu)筑物，拆除時間是放噴結(jié)束后20天到50天不等，屬于臨時建筑。按國家規(guī)范，臨時性建筑物砂漿強度為M5.0 ;即砂漿試壓塊單塊抗壓強度達5MPa以上，要求7天養(yǎng)護數(shù)據(jù)達到終凝強度70%，即3.5MPa，從上表可知，按照上述配比和方法測試后煅燒后強度均能達到國家標(biāo)準(zhǔn)，符合需要。目前在耐火磚的砌筑過程中，采用耐火泥的方式，其在煅燒之前不具備早期強度，容易坍塌，不安全，采用本發(fā)明的砂漿砌筑耐火磚后，其按照國家標(biāo)準(zhǔn)，7天的早期強度能夠達到3.5 MPa以上，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，解決了安全問題。
【權(quán)利要求】
1.一種房屋外墻砂漿的制備方法，其特征在于:原料按質(zhì)量百分比計包括以下組分:水泥20~35%，粉狀耐火泥2~5%，鋁礬土粉末15~25%，砂子50~60%，余量為水；首先當(dāng)環(huán)境溫度在10°C及10°C以上時，原料按質(zhì)量百分比計組成為:水泥20~35%，粉狀耐火泥2~5%，鋁礬土粉末15~20%，砂子50~60%，余量為水；在氣溫低于10°C時，加入0.5~2%的早強劑或早強減水劑；然后采用機拌或人工的方式將第一步所述的原料按配比混合并攪祥均勾；接著在攬祥完成后4小時內(nèi)使用弟二步得到的砂衆(zhòng)砲墻；最后砲墻以后自然養(yǎng)護至砂漿凝固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種房屋外墻砂漿的制備方法，其特征在于:還包括質(zhì)量百分比為0.5~2%的早強劑或早強減水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種房屋外墻砂漿的制備方法，其特征在于:所述的鋁礬土粉末的最大粒徑小于5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種房屋外墻砂漿的制備方法，其特征在于:所述砂子為連續(xù)級配的中砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種房屋外墻砂漿的制備方法，其特征在于:當(dāng)所述水泥選擇425型號時，其用量為20~25%，水泥選擇525型號時，其用量為17~25%，水泥選擇625型號時 ，其用量為17~22%，水泥選擇725型號時，其用量為15~20%。
【文檔編號】C04B28/00GK103833284SQ201410078986
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】賀昶明 申請人:四川雅豪房地產(chǎn)開發(fā)有限公司