一種防火砂漿的使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于耐火磚砌筑的砂漿及其施工工藝，具體是指一種防火砂漿的 使用方法。
【背景技術】
[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1~3 ;不透明、質脆、不溶于水，主要用于制錯或制作耐火材料。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，試油隊試油結束后，為檢測地下天然氣壓力需進行放噴作業， 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] 目前石油行業設計單位防火墻普遍設計為：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準磚，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。
[0005] 在筑爐行業中一般米用耐火泥直接砌筑耐火磚，因耐火磚規格統一，表面平整，要 求耐火泥灰縫厚度在3mm以內。但鉆前工程中防火墻采用耐火磚與標準磚共同砌筑，而兩 種磚規格尺寸不同，錯縫搭接時必須用灰縫厚度進行調整，故防火墻灰縫厚度普遍為8~ 1. 1mm，灰縫的厚度要求砂楽必須具備一定抗壓強度。
[0006] 耐火泥為填充材料，非膠凝材料，砌筑耐火磚后經高溫煅燒，因其化學成分與耐火 磚相同，能夠有效燒結成一個整體，燒結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生垮塌、傾覆等事故，存在極大 安全隱患。

【發明內容】

[0007] 本發明所要解決的技術問題是提供一種防火砂漿的使用方法，該耐火砂漿具有較 高的早期強度，能承受天然氣煅燒的高溫，煅燒后具有很高的粘接性能和強度，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] 本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是： 一種防火砂漿的使用方法，原料按質量百分比計包括以下組分：高鋁水泥15~25%，粉 狀耐火泥2~5%，鋁礬土顆粒15~25%，干砂50~60%，余量為水。高鋁水泥的主要礦物 組成為鋁酸一鈣Ca0*A1203,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*7A1203,簡寫為C12A7,二鋁酸一鈣CaO*2A 1203， 簡寫為CA2。
[0009] 鋁礬土的主要礦物組成為氧化鋁，系含有雜質的水合氧化鋁A1203。砂的主要成 分是Si02。通常情況下，砂都含有一定的水分，當砂的含水量較大時，需要減少用水量，增加 砂的用量，以此保證干砂的重量為整體重量的50%~60%。
[0010] 由于CA是高鋁水泥的主要礦物組成，因而CA與A1203的水化過程可以大致認 為就是高鋁水泥與鋁礬土的水化過程；砂（Si02)與水作用很微弱，可視為惰性礦物，CA與 A1203在不同溫度下進行水化時，可以得到不同水化產物： 當溫度低于20°C時， A1203+Ca0 · A1203+13 H20 - CaO · A1203 · 10 H20+A1203 · 3 H20 CaO · A1203 · 10 H20 簡寫為 CAH10 ; 當溫度為20~30°C時， A1203+ 2 (CaO ·Α1203)+11 H20 ^ 2Ca0 ?Α1203 *8 H20+A1203 *3 H202Ca0 ?Α1203 *8 H20簡寫為C2AH8 當溫度高于30°C時， 2A1203+3 (CaO · A1203) +12 H20 - 3Ca0 · A1203 · 6 H20+2(A1203 · 3 H20) 3Ca0 · A1203 · 6 H20 簡寫為 C3AH6 水化產物CAH10與C2AH8均為針狀或板狀結晶，能相互交織成堅固的結晶合成體，使砂 漿具有較高的強度，析出的氫氧化鋁凝膠（A1203 · 3 H20)難溶于水，填充于晶體骨架的空 隙中，形成比較致密的結構；而砂（Si02)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。
[0011] CAH10與C2AH8是亞穩定的，會逐漸轉化為比較穩定的C3AH6。轉化過程隨著溫度 升高而加速。經高溫煅燒后，砂漿主要成分為C3AH6與Si02,二者均為比較穩定的物質，不 易與其他物質發生反應，能保證砂漿后期抗壓強度。
[0012] 還包括質量百分比為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，早期強度在同等養護期內稍小，可按質量百分比〇. 5~2% 加入早強劑，因為它很快和水泥漿中的水化C3A (C3AH6)反應，生成幾乎不容于水的水化氯 鋁酸鈣并與水泥中的水化產物氫氧化鈣反應，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，在使用同等高鋁水泥用量的時候，可以有效提高其凝固后的強度。
[0013] 所述的鋁礬土顆粒的最大粒徑小于5mm。進一步講，因防火墻砌筑灰縫需控制在 8~11mm以內，當鋁礬土顆粒較大時，將不可避免地導致灰縫厚度增加；灰縫越厚，放噴煅 燒時其內部溫度增長越慢，影響其燒結效果及后期強度，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_的連續級配的鋁礬土顆粒。
[0014] 所述干砂為連續級配的中砂。
[0015] 當所述高鋁水泥選擇425型號時，其用量為20~25%，高鋁水泥選擇525型號時， 其用量為17~25%，高鋁水泥選擇625型號時，其用量為17~22%，高鋁水泥選擇725型號 時，其用量為15~20%.進一步講，采用不同型號的高鋁水泥，可以采用不同的用量來達到 同樣的強度效果，具體地講，采用高鋁水泥425時，其參量為20~25%，采用高鋁水泥525 時，其參量為17~25%，采用高鋁水泥625時，其參量為17~22%，采用高鋁水泥725時，其 參量為15~20%，即需要達到相同的強度，隨水泥標號的升高，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。
[0016] 該耐火砂漿耐高溫性能較好，達到270°C至540°C，因為高溫時產生了固相反應， 以燒結結合逐步代替了水化結合，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。
[0017] -種防火砂漿的使用方法的施工工藝，包括以下步驟： (1) 根據環境條件來選擇配料：環境溫度在10°c及10°C以上時，原料按質量百分比計 組成為：高鋁水泥15~25%，粉狀耐火泥2~5%，鋁礬土顆粒15~20%，干砂50~60%，余 量為水；在氣溫低于