技术领域
[0001] 本发明涉及建筑工程材料技术领域，具体涉及一种耐高温防腐蚀混凝土烟道及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 烟道作为连接燃烧设备/设施到烟囱之间的主要管道部件/构件，其质量和性能品质直接关系到高温设备运行的安全性。由于烟道长期受到高温强腐蚀烟气的作用，烟道混凝土构件长期处于高温、酸碱盐、水汽、油汽的侵蚀环境中，会产生蜂窝、麻面、脱落、钢筋锈蚀等破坏，严重的情况下会使烟气渗漏甚至烟道整体破坏，威胁着烟道的安全性和使用寿命。现有的烟道构件的技术，主要是由混凝土内夹钢丝网等增强材质进行提高强度或者采用花纹板预制成金属烟道构件。也有烟道构件是在混凝土层设置一内衬层的方式来进行处理。然而，烟道构件长年连续使用后，其内壁依旧容易发生腐蚀，影响其使用年限。
[0003] 因此，开发一种耐高温防腐蚀混凝土烟道用于保证烟道构件的安全性和长期使用的寿命是非常必要的。
具体实施方式
[0035] 为使本领域技术人员更好地理解本发明技术方案及技术效果，下面将提供若干实施例，显然下文所描述的仅为实施例，其并不限制本发明的保护范围。
[0036] 实施例1
[0037] 一种耐高温防腐蚀混凝土烟道，由烟道内部到外部依次为耐高温防腐层、隔热保护层、耐热防渗层和结构层，其具体通过以下方法制得：
[0038] 1)结构层制备：依次将80kg细骨料、100kg 52.5级普通硅酸盐水泥、15kg超细微粉、1kg钢纤维、2kg高性能减水剂、0.1kg消泡剂和30kg水投入搅拌机中，以60r/min的速度低速搅拌60s，然后以300r/min的速度高速搅拌30s，再以60r/min的速度低速搅拌30s，浇注模具中，制备空心结构层，24h脱模后，在标准条件下养护7d，得到用于承受载荷的高强高韧性混凝土结构层，经检测其抗压强度为106.6MPa和抗折强度为25.9MPa；
[0039] 2)耐热防渗层制备：将100kg氯化聚丙烯树脂和40kg过氯乙烯树脂加入到加热釜中，升温到80‑100℃，待树脂全部熔化，边搅拌边加入20kg硬脂酸钙粉和5kg碳化硅纤维，搅拌均匀后，喷涂在步骤1)的结构层内部，冷却至室温，得到具有疏油和疏水功能的有机无机复合耐热防渗层，其可用于阻断烟气和水蒸气的渗透通道，经检测其抗渗压力大于2.0MPa；
[0040] 3)隔热保护层制备：依次将30kg玻化微珠、10kg细陶粒、100kgP·O52.5级普通硅酸盐水泥、45kg镁质水泥、3kg增粘剂和5kg玄武岩纤维投入到搅拌机中，以60r/min的速度干拌30s，然后边搅拌边加入80kg水，待水全部加入后，继续搅拌60s，得到无机隔热层浆体，用砂浆喷涂机喷涂在步骤2)的耐热防渗层内部，室温环境下养护7d，得到具有减少热量传递作用的无机隔热保护层，经检测所得的无机隔热保护层的导热系数为0.045W/(m·K)；
[0041] 4)耐高温防腐层制备：依次将45kgP·O52.5级普通硅酸盐水泥、40kg硅酸钾、35kg硅酸铝、20kg碳化硅加入到搅拌机中，混合均匀，然后加入100kg铝溶胶，搅拌均匀，再加入由1kg纳米二氧化钛微粉与5kg水组成且经超声分散后的悬浮液，继续搅拌，混合均匀后，喷涂在步骤3)的隔热保护层内部，得到具有物理屏蔽作用和电化学保护作用的耐高温防腐层，其可在500℃酸性或碱性环境下持续工作。
[0042] 在本实施例中，耐高温防腐层的厚度为0.5mm，隔热保护层的厚度为50mm，耐热防渗层的厚度为0.05mm。
[0043] 而且本实施例中，细骨料为尾矿经破碎‑筛分‑洗涤‑干燥得到的粒径在4.75‑0.045mm之间的连续级配细骨料；高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂；消泡剂为有机硅类消泡剂；钢纤维为长径比60的镀锌钢纤维；氯化聚丙烯树脂分子量为65000；过氯乙烯树
3
脂氯含量65％；玻化微珠和细陶粒的最大粒径不大于1.18mm，密度为586kg/m；增粘剂为工业干酪素；铝溶胶的固含量为30％。
[0044] 实施例2
[0045] 本实施例与实施例1的区别在于：构成耐高温防腐蚀混凝土烟道的耐高温防腐层、隔热保护层、耐热防渗层和结构层的原料组成不同，具体为：
[0046] 耐高温防腐层：铝溶胶100kg、P·O52.5级普通硅酸盐水泥48kg、硅酸钾43kg、硅酸铝32kg、碳化硅19kg，纳米二氧化钛微粉2kg，水10kg；
[0047] 隔热保护层：P·O52.5级普通硅酸盐水泥100kg、镁质水泥49kg、玻化微珠28kg、细陶粒11kg、增粘剂4kg、玄武岩纤维4kg，水85kg，经检测本实施例隔热保护层的导热系数为0.043W/(m·K)；
[0048] 耐热防渗层：氯化聚丙烯树脂100kg、过氯乙烯树脂45kg、硬脂酸钙粉18kg、碳化硅纤维4kg，经检测其抗渗压力大于2MPa；
[0049] 结构层：52.5级普通硅酸盐水泥100kg、超细微粉16kg、细骨料90kg、高性能减水剂4kg、消泡剂0.2kg、钢纤维2kg，水28kg，经检测其抗压强度为112.8MPa和抗折强度为
26.8MPa。
[0050] 而且在本实施例中，耐高温防腐层的厚度为0.6mm，隔热保护层的厚度为60mm，耐热防渗层的厚度为0.06mm。
[0051] 其它步骤与实施例1相同。
[0052] 实施例3
[0053] 本实施例与实施例1的区别在于：构成耐高温防腐蚀混凝土烟道的耐高温防腐层、隔热保护层、耐热防渗层和结构层的原料组成不同，具体为：
[0054] 耐高温防腐层：铝溶胶100kg、P·O52.5级普通硅酸盐水泥50kg、硅酸钾45kg、硅酸铝30kg、碳化硅18kg，纳米二氧化钛微粉3kg，水15kg；
[0055] 隔热保护层：P·O52.5级普通硅酸盐水泥100kg、镁质水泥51kg、玻化微珠26kg、细陶粒12kg、增粘剂5kg、玄武岩纤维3kg，水90kg，经检测本实施例隔热保护层的导热系数为0.042W/(m·K)；；
[0056] 耐热防渗层：氯化聚丙烯树脂100kg、过氯乙烯树脂50kg、硬脂酸钙粉15kg、碳化硅纤维3kg，经检测其抗渗压力大于2MPa；；
[0057] 结构层：52.5级普通硅酸盐水泥100kg、超细微粉18kg、细骨料(冶金渣)100kg、高性能减水剂5kg、消泡剂0.3kg、钢纤维3kg，水26kg，经检测其抗压强度为122.3MPa和抗折强度为27.9MPa。
[0058] 而且在本实施例中，耐高温防腐层的厚度为0.65mm，隔热保护层的厚度为70mm，耐热防渗层的厚度为0.07mm。
[0059] 其它步骤与实施例1相同。
[0060] 实施例4
[0061] 本实施例与实施例1的区别在于：构成耐高温防腐蚀混凝土烟道的耐高温防腐层、隔热保护层、耐热防渗层和结构层的原料组成不同，具体为：
[0062] 耐高温防腐层：铝溶胶100kg、P·O52.5级普通硅酸盐水泥53kg、硅酸钾47kg、硅酸铝27kg、碳化硅16kg，纳米二氧化钛微粉4kg，水20kg；
[0063] 隔热保护层：P·O52.5级普通硅酸盐水泥100kg、镁质水泥53kg、玻化微珠22kg、细陶粒14kg、增粘剂6kg、玄武岩纤维2kg，水95kg，经检测本实施例隔热保护层的导热系数为0.040W/(m·K)；；
[0064] 耐热防渗层：氯化聚丙烯树脂100kg、过氯乙烯树脂55kg、硬脂酸钙粉13kg、碳化硅纤维2kg，经检测其抗渗压力大于2MPa；；
[0065] 结构层：52.5级普通硅酸盐水泥100kg、超细微粉19kg、细骨料(建筑垃圾)110kg、高性能减水剂7kg、消泡剂0.4kg、钢纤维4kg，水23kg，经检测其抗压强度为129.3MPa和抗折强度为28.6MPa。
[0066] 而且在本实施例中，耐高温防腐层的厚度为0.7mm，隔热保护层的厚度为85mm，耐热防渗层的厚度为0.07mm。
[0067] 其它步骤与实施例1相同。
[0068] 实施例5
[0069] 本实施例与实施例1的区别在于：构成耐高温防腐蚀混凝土烟道的耐高温防腐层、隔热保护层、耐热防渗层和结构层的原料组成不同，具体为：
[0070] 高温防腐层：铝溶胶100kg、P·O52.5级普通硅酸盐水泥55kg、硅酸钾50kg、硅酸铝25kg、碳化硅18kg，纳米二氧化钛微粉5kg，水25kg；
[0071] 隔热保护层：P·O52.5级普通硅酸盐水泥100kg、镁质水泥54kg、玻化微珠21kg、细陶粒15kg、增粘剂7kg、玄武岩纤维1kg，水99kg，经检测本实施例隔热保护层的导热系数为0.037W/(m·K)；；
[0072] 耐热防渗层：氯化聚丙烯树脂100kg、过氯乙烯树脂59kg、硬脂酸钙粉11kg、碳化硅纤维1kg，经检测其抗渗压力大于2MPa；；
[0073] 结构层：52.5级普通硅酸盐水泥100kg、超细微粉20kg、细骨料(建筑垃圾)118kg、高性能减水剂8kg、消泡剂0.5kg、钢纤维5kg，水20kg，经检测其抗压强度为132.5MPa和抗折强度为28.9MPa。
[0074] 而且在本实施例中，耐高温防腐层的厚度为0.8mm，隔热保护层的厚度为100mm，耐热防渗层的厚度为0.08mm。
[0075] 其它步骤与实施例1相同。
[0076] 对比例1
[0077] 本对比例1与实施例1的区别在于：仅有实施例1中的结构层。
[0078] 对比例2
[0079] 本对比例1与实施例1的区别在于：仅有实施例1中的结构层和耐热防渗层。
[0080] 对比例3
[0081] 本对比例1与实施例1的区别在于：仅有实施例1中的结构层、耐热防渗层和隔热保护层。
[0082] 将实施例1‑5和对比例1‑3所得耐高温防腐蚀混凝土烟道分别进行导热系数、渗水压力、力学性能、酸碱浸泡后力学性能、高温条件下力学性能等测试，结果如表1所示。
[0083] 其中：力学性能为结构层标养条件下35d的抗压强度和抗折强度；酸碱浸泡分别采用1mol/L的硫酸和氢氧化钠溶液浸泡，将实施例1‑5和对比例1‑3标准条件下养护28d后，用石蜡将结构层外部和侧面涂抹保护，然后放入酸碱溶液中浸泡7d后，去除耐高温防腐层、隔热保护层、耐热防渗层，测试力学性能。高温条件下力学性能前，先用耐高温石棉将标准条件养护35d的混凝土烟道的结构层外部和侧面封闭保护，然后放入500℃的电炉中60min，关闭电炉，冷却至室温后，去除耐高温防腐层、隔热保护层、耐热防渗层，测试力学性能。
[0084] 从表1可以看出：本发明实施例1‑5在耐热防渗层、隔热保护层、耐高温防腐层的整体作用下，结构层具有优异的性能。对比例1仅为结构层，在酸碱及高温环境下力学性能降低明显，而且隔热和抗渗能力也较差。对比例2在对比例1的基础上增加了耐热防渗层，使抗渗性能得到明显改善，并使抗酸碱侵蚀性能得到一定改善；对比3在对比例2基础上增加了隔热保护层，使隔热性能得到明显改善，并使高温条件下力学性能得到一定改善。综上所述，本发明实施例所得耐高温防腐蚀混凝土烟道的隔热性能、抗酸碱侵蚀性能、力学性能、耐高温性能等均优于普通混凝土烟道。
[0085] 表1实施例1‑5和对比例1‑3所得防腐混凝土烟道的性能测试结果
[0086]
[0087]
[0088] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
