专利名称：耐热混凝土及用其制作彩色耐热耐磨混凝土地坪的方法
技术领域：
本发明属于建筑工程材料技术领域，涉及一种用于预焙式电解铝车间地面的混凝 土，具体涉及一种耐热混凝土，本发明还涉及用该耐热混凝土制作彩色彩色耐热耐磨混凝 土地坪的方法。
背景技术：
混凝土作为建筑工程的主体材料，广泛应用于道路、桥梁、水利、市政等工程。通常 使用的普通混凝土已在一定程度上解决了常规使用中的耐久性问题。但在一些特殊环境， 如酸腐蚀、盐腐蚀以及各种碱类腐蚀、高温、高压等环境中，普通混凝土不能满足耐久性的 要求。目前，常用的铝电解工艺为预焙式。经过一段时间运行后，甚至不到一年电解车间 楼地面混凝土的破坏现象相当严重，有的甚至整体脱落，露出结构楼面的钢筋，极易造成安 全事故。造成电解车间楼地面混凝土严重破坏的因素有1)为了及时补充电解槽电解质及 出铝、清理残渣、运送阳极，每天二十四小时都有各种工艺车行驶在楼面上，造成地面损伤， 尤其是在运送阳极块时，叉车托盘和操作过程中产生的撞击，对楼面混凝土进行损坏、冲击 性破坏；2)清理电解残渣时，有时将温度高达800 900°C的电解残渣直接堆放在楼地面 上，另外，将效应棒、捣棒、样渣等高温物件直接放置在楼地面上，高温对混凝土产生不可逆 转的破坏；3)更换残极时，残极的高温对楼地面产生破坏，同时，楼地面整体受热不均勻，导 致混凝土的耐久性遭到破坏；4)在修理铝包的过程中，风镐冲击、堆载、施工等也会对混 凝土楼面造成破坏。铝电解车间的楼地面经常同时遭受上述几种破坏方式的作用，破坏性 更为剧烈，局部地面一旦被破坏，整体性即受影响，成片脱落，引起地表面凹凸不平，严重影 响生产，而预焙式电解车间楼面层多采用普通混凝土，破损的混凝土残渣极易被带入电解 槽中，影响铝的品质。由于电解铝的工艺条件不允许停产，电解车间楼地面破坏后，经常采 用浙青砂浆对楼面进行临时修补，浙青砂浆虽然具有即修即用的特点，但浙青本身不耐高 温，高温稳定性极差，不仅达不到耐久性要求，而且易分解释放有毒气体，不利于安全文明 生产。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种耐热混凝土，不 仅能满足电解铝车间楼地面耐久性的要求，而且造价较低，成本小。本发明的另一目的是提供一种利用上述混凝土制作彩色耐热耐磨混凝土地坪的 方法，能够铺设出美观的电解车间地坪，有利于安全文明生产。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，耐热混凝土，每立方米该混凝土由 150kg 155kg水泥、733kg 743kg石英砂、315kg 330kg高铝骨料、420kg 430kg石英 石、315kg 330kg高强陶粒、225kg 233kg改性剂、2kg 4kg减缩剂和160kg 205kg 水组成。
每立方米混凝土的质量为2320kg M30kg。高铝骨料采用市售的经煅烧而成的密质铝石。石英砂采用粒径为5mm 20mm的石英砂石。高强陶粒采用粒径为5mm 20mm的页岩陶粒。
改性剂采用LST-902耐热混凝土改性剂。减缩剂采用德国瓦克公司生产的ZZC500减缩剂。本发明所采用的另一技术方案是，一种利用上述混凝土制作彩色耐热耐磨混凝土 地坪的方法，该方法按以下步骤进行
步骤1 按每立方米混凝土中各组份的质量，分别取水泥150kg 155kg、石英砂 733kg 743kg、高铝骨料315kg 330kg、石英石420kg 430kg、高强陶粒315kg 330kg、 改性剂225kg 233kg、减缩剂2kg 4kg和水160kg 205kg ；
步骤2 将步骤1中所取的高铝骨料和石英砂放入水中浸泡至饱和状态； 步骤3 将步骤2中处理后的高铝骨料和石英砂以及步骤1中所取的其它组份按常规 方法，搅拌均勻，制得耐热混凝土 ；
步骤4 对需浇注混凝土的地面基层进行处理
1)需浇注步骤3制得的耐热混凝土的基层必须坚固、密实、平整，若有鼓起或大面积露 筋现象，应凿平或使用普通砼修补，修补处需进行养护，修补平整的基层，在深为20mm的厚 度层内，含水率不大于6%;
2)将基层表面的浮灰、水泥渣及疏松部位清理干净；
3)在清理干净的基层表面涂覆隔离剂；
4)在涂覆隔离剂的基层表面涂覆界面剂。步骤5 按常规方法，将步骤3制得的耐热混凝土浇注在步骤4处理后的地面基层 上，形成混凝土层；
步骤6 待步骤5中的混凝土层初凝固时，将彩色耐磨硬化剂均勻铺设在混凝土层表 面，彩色耐磨硬化剂的用量为5 Ag/m2 ；
步骤7 采用现有压抹方法，将步骤5中铺设的彩色耐磨硬化剂压入混凝土层，并磨平 混凝土层表面，在混凝土层表面形成彩色耐磨层，混凝土层干燥后，制得彩色耐热耐磨混凝 土地坪。本发明混凝土采用普通原材料，加入一定量的改性剂和减缩剂混合制成，具有较 好的耐磨性和抗冲击性破坏的能力，抗折强度大于4. OMPa，抗压强度达到30MPa以上，耐热 性能好，抗震次数> 4次，能满足电解铝车间楼地面对混凝土性能的要求，且造价低，降低 了成本，经济效益显著，能够推广应用。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明进行详细说明。将基于水泥的普通混凝土用于预焙式电解铝车间，制成该车间的地坪，无法满足 电解铝车间耐热耐磨地坪的各项性能指标，短时间内，就会出现破损、脱落，严重影响正常 生产。某20万吨预焙式电解铝厂每年需投入近900万元的维修费用对电解车间的楼地面 进行维修，即使这样，车间地面仍经常处于凹凸不平状态，生产维修人员难以解决。
本发明提供了一种既能满足电解铝车间地坪使用性能要求，又具有较低成本的耐 热混凝土，每立方米该混凝土，由150 155kg水泥、733 743kg石英砂、315 330kg高 铝骨料、420 430kg石英石、315 330kg高强陶粒、225 233kg改性剂、2 4kg减缩剂 和160 205kg水组成，每立方米该混凝土的质量为2320 M30kg。水泥采用甘肃省祁连山水泥股份有限公司生产的祁连山牌P. 042. 5普通硅酸盐 水泥。高铝骨料是耐火浇注料中不可缺少的原料之一。它能和高铝水泥、细粉、水按比例 混合后生成强度非常高的耐火混凝土，本发明混凝土中采用市售的经煅烧而成的高品位密 质铝石，具有密度大、耐火度高、施工中容易操作等特点。制备混凝土前，需将该高铝骨料用 水浸泡至饱和状态。石英石采用粒径为5 20_的石英砂石，其筒压强度为4. 7MPa,吸水率为0. 05%, 容重为 1598 kg/m3。高强陶粒配制的混凝土具有许多优良的性能，与普通混凝土相比，高强陶粒混凝 土的密度更低，保温隔热、耐磨、抗震和吸音性能更好，强度也更高。目前用作保温隔热材料 的高强陶粒混凝土热导率可低至0.50W / (M. K)，用作结构用的高强陶粒混凝土表观密度 为1600 1900kg / m3，强度可达到50MPa以上。而国外已研制出表观密度1700kg / m3 左右，强度高达70MPa以上的陶粒混凝土，因此高强陶粒混凝土的应用将越来越广泛。由于 高强陶粒的诸多优点，本发明混凝土采用粒径为5 20mm的页岩陶粒作为混凝土地坪中的 粗骨料。该页岩陶粒的密度等级为900，堆积密度为895 kg/m3，吸水率为1. 10%，筒压强度 为6. 7MPa。使用前进行预湿处理。骨料的体积变化直接影响混凝土的耐热性能和各项力学性能。本发明混凝土中采 用坚硬、耐磨、化学性能稳定的石英砂和石英石作为骨料，以保证混凝土良好的耐磨耐热性 能和力学性能。石英砂在本混凝土中作为细骨料，经济实用。采用比重为沈08 kg/m3、容重 为1466 kg/m3、空隙率为3. 8%、筛分模数为2. 40的石英砂。改性剂能抑制或减缓水泥水化产物中生成不利于混凝土耐热性能的产物，同时， 能提高混凝土各项物理力学性能。本发明混凝土中采用兰州有色建筑新技术实业开发公司 生产的LST-902耐热混凝土改性剂。混凝土的收缩开裂一直是困扰混凝土工程的一个难题，收缩的幅度虽然不大，但 其造成的危害很严重，收缩产生裂缝，降低结构强度，影响美观。为此通常在混凝土中加入 混凝土减缩剂，以降低混凝土的干燥收缩值。减缩剂一般能改善以下几种情况①具有能降 低混凝土中水溶液表面张力的作用；②在强碱性条件下具有足够的稳定性；③其降低水溶 液表面张力的作用受温度变化的影响小；④具有较低的、稳定的引气能力；⑤与常用的引 气剂有良好的相容性，不降低其引气能力；⑥与常用的减水剂、早强剂、缓凝剂等混凝土外 加剂有良好的相容性；⑦制备的混凝土干缩值较低。本发明混凝土中采用德国瓦克公司生 产的ZZC500减缩剂，消除混凝土的自收缩和干缩，降低混凝土中毛细孔压和表面收缩的张 力，提高混凝土的抗裂性能，且不影响工作性，抵消由于电解铝正常生产对混凝土养护带来 的不利因素。本发明混凝土为二级级配混凝土，粗骨料最大粒径为20mm，坍落度为70 90mm。 取该混凝土试样，将该试样在常温下放入电炉内，关闭炉门开始升温，升温初始时，电炉以
6全功率输出，最高升温速率为16°C /min。随着温度升高，升温速率逐渐降低，快达到预定温 度(比预定温度低100°C左右)时，电炉进行自动整定，最低升温速率仅为1°C /min,电炉内 温度达到预定温度后保温1小时，打开炉门自然降温至常温，3小时后取出试样并静置于常 温下。观察可见，经过800°C高温后的试样表面基本无变化，无贯穿整个界面的裂缝。为了美化生产环境，搞好文明生产，要求电解车间制作彩色耐热耐磨混凝土地坪。 在制作该地坪的过程中需用到彩色耐磨硬化剂，彩色耐磨硬化剂是一种即时就能用的特殊 矿物或金属骨料。将本发明混凝土浇注在基层表面，形成混凝土层，待该混凝土层初凝固 时，在其表面均勻铺设一层彩色耐磨硬化剂，再采用常规压抹的方法将彩色耐磨硬化剂压 入初凝固的混凝土层，形成一层彩色层，混凝土层干燥后，形成彩色耐热耐磨凝土地坪。该 地坪的制作方法，按以下步骤进行
步骤1 按每立方米混凝土中各组份的质量总和为2320 2430kg，分别取水泥150 155kg、石英砂733 743kg、高铝骨料315 330kg、石英石420 430kg、高强陶粒315 330kg、改性剂225 233kg、减缩剂2 4kg和水160 205kg ；
步骤2 将步骤1中所取的高铝骨料和石英砂放入水中浸泡至饱和状态； 步骤3 将步骤2中处理后的高铝骨料和石英砂以及步骤1中所取的其它组份按常规 方法，搅拌均勻，制得耐热混凝土 ；
步骤4 对需浇注混凝土的地面基层进行处理
1)需浇注步骤3制得的耐热混凝土的基层必须坚固、密实、平整，若有鼓起或大面积露 筋现象，应凿平或使用普通砼修补，修补处需进行养护，修补平整的基层必须干燥，在深为 20mm的厚度层内，含水率不大于6% ；
2)将基层表面的浮灰、水泥渣及疏松部位清理干净；
3)在清理干净的基层表面涂覆隔离剂；
4)在涂覆隔离剂的基层表面涂覆界面剂。步骤5 按常规方法，将步骤3制得的耐热混凝土浇注在步骤4处理后的地面基层 上，形成混凝土层；浇注时，严禁撒灰压光，并采用平板式振动器振实，随时控制混凝土层的 平整度和坡度；
步骤6 待步骤5中的混凝土层初凝固时，将彩色耐磨硬化剂均勻铺设在混凝土层表 面，彩色耐磨硬化剂的用量为5 7kg/m2 ；
彩色耐磨硬化剂采用深圳邦耐恩建筑材料有限公司生产的彩色耐磨硬化剂，优选墨绿 色耐磨硬化剂。将彩色耐磨硬化剂与水泥、化工原料等混合可做成耐磨地面材料，如与混凝 土合成一体，就变成具有高致密性和高性能的耐磨损地面。不仅能满足耐磨性能要求，而且 在800°C温度下的色差变化小，色泽度良好。步骤7 采用现有压抹方法，将步骤6中铺设的彩色耐磨硬化剂压入混凝土层，并 磨平混凝土层表面，在混凝土层表面形成厚度为2 3mm的彩色耐磨层，混凝土层干燥后， 制得彩色耐热耐磨混凝土地坪。制得的彩色耐热耐磨混凝土地坪需用草袋湿养护至少7天，再干燥7天，伸缩缝除 按照设计留置外，应在每轴线处人工切割伸缩缝，切割时间应在混凝土地面层浇注后3天 左右，并用浙青玛蹄酯填实。实施例1按每立方米混凝土中各组份质量总和2320kg，分别取水泥150kg、石英砂733kg、高铝 骨料315kg、石英石420kg、高强陶粒315kg、改性剂225kg、减缩剂2kg和水160kg;将高铝骨 料和石英砂放入水中浸泡至饱和状态；将处理后的高铝骨料和石英砂以及所取的其它组份 按常规方法，搅拌均勻，制成耐热混凝土。需制作地坪的地面基层必须坚固、密实、平整，若 有鼓起或大面积露筋现象，应凿平或使用普通砼修补，修补处需进行养护，修补平整的基层 必须干燥，在深为20mm的厚度层内，含水率不大于6% ；将基层表面的浮灰、水泥渣及疏松部 位清理干净；在清理干净的基层表面涂覆隔离剂；在涂覆隔离剂的基层表面涂覆界面剂。 按常规方法，将制得的耐热混凝土浇注在处理后的地面基层上，形成混凝土层；浇注时，严 禁撒灰压光，并采用平板式振动器振实，随时控制混凝土层的平整度和坡度；待该混凝土层 初凝固时，将彩色耐磨硬化剂均勻铺设在混凝土层表面，彩色耐磨硬化剂的用量为5kg/m2 ； 采用现有压抹方法，将铺设的彩色耐磨硬化剂压入混凝土层，并磨平混凝土层表面，在混凝 土层表面形成厚度为2mm的彩色耐磨层，混凝土层干燥后，制得彩色耐热耐磨地坪。制得的 彩色耐热耐磨地坪需用草袋湿养护至少7天，再干燥7天，伸缩缝除按照设计留置外，应在 每轴线处人工切割伸缩缝，切割时间应在混凝土地面层浇注后3天左右，并用浙青玛蹄酯 填实。经检测，该彩色耐热耐磨混凝土地坪的抗折强度大于4. OMPa,砂浆的28天抗折强度 大于7. 5MPa ；在耐热性方面800°C残余强度达到28天强度的50% ；抗压强度达到30MPa以 上；抗热震次数大于4次；本混凝土干燥后，电阻大于106Ω ；28天的干燥收缩率为1. 2 X ΙΟ"4 左右ο实施例2
按每立方米混凝土中各组份质量总和2430kg，分别取水泥155kg、石英砂743kg、高铝 骨料330kg、石英石430 kg、高强陶粒330kg、改性剂233kg、减缩剂4 kg和水205kg ；将高铝 骨料和石英砂放入水中浸泡至饱和状态；将处理后的高铝骨料和石英砂以及所取的其它组 份按常规方法，搅拌均勻，制成耐热混凝土。需制作地坪的地面基层必须坚固、密实、平整， 若有鼓起或大面积露筋现象，应凿平或使用普通砼修补，修补处需进行养护，修补平整的基 层必须干燥，在深为20mm的厚度层内，含水率不大于6%;将基层表面的浮灰、水泥渣及疏 松部位清理干净；在清理干净的基层表面涂覆隔离剂；在涂覆隔离剂的基层表面涂覆界面 剂。按常规方法，将制得的耐热混凝土浇注在处理后的地面基层上，形成混凝土层；浇注时， 严禁撒灰压光，并采用平板式振动器振实，随时控制混凝土层的平整度和坡度；待该混凝土 层初凝固时，将彩色耐磨硬化剂均勻铺设在混凝土层表面，彩色耐磨硬化剂的用量为7kg/ m2 ；采用现有压抹方法，将铺设的彩色耐磨硬化剂压入混凝土层，并磨平混凝土层表面，在 混凝土层表面形成厚度为3mm的彩色耐磨层，混凝土层干燥后，制得彩色耐热耐磨混凝土 地坪。制得的彩色耐热耐磨混凝土地坪需用草袋湿养护至少7天，再干燥7天，伸缩缝除按 照设计留置外，应在每轴线处人工切割伸缩缝，切割时间应在混凝土地面层浇注后3天左 右，并用浙青玛蹄酯填实。实施例3
按每立方米混凝土中各组份质量总和2372kg，分别取水泥152. 5kg、石英砂735kg、 高铝骨料322. 5kg、石英石425 kg、高强陶粒322. 5kg、改性剂229kg、减缩剂3kg和水 182. 5kg ；将高铝骨料和石英砂放入水中浸泡至饱和状态；将处理后的高铝骨料和石英砂 以及所取的其它组份按常规方法，搅拌均勻，制成耐热混凝土。需制作地坪的地面基层必须坚固、密实、平整，若有鼓起或大面积露筋现象，应凿平或使用普通砼修补，修补处需进行养 护，修补平整的基层必须干燥，在深为20mm的厚度层内，含水率不大于6% ；将基层表面的浮 灰、水泥渣及疏松部位清理干净；在清理干净的基层表面涂覆隔离剂；在涂覆隔离剂的基 层表面涂覆界面剂。按常规方法，将制得的耐热混凝土浇注在处理后的地面基层上，形成混 凝土层；浇注时，严禁撒灰压光，并采用平板式振动器振实，随时控制混凝土层的平整度和 坡度；待该混凝土层初凝固时，将彩色耐磨硬化剂均勻铺设在混凝土层表面，彩色耐磨硬化 剂的用量为f^kg/m2 ；采用现有压抹方法，将铺设的彩色耐磨硬化剂压入混凝土层，并磨平混 凝土层表面，在混凝土层表面形成厚度为2. 5mm的彩色耐磨层，混凝土层干燥后，制得彩色 耐热耐磨混凝土地坪。制得的彩色耐热耐磨混凝土地坪需用草袋湿养护至少7天，再干燥7 天，伸缩缝除按照设计留置外，应在每轴线处人工切割伸缩缝，切割时间应在混凝土地面层 浇注后3天左右，并用浙青玛蹄酯填实。
权利要求
1.一种耐热混凝土，其特征在于，每立方米该混凝土由150kg 155kg水泥、733kg 743kg石英砂、315kg 330kg高铝骨料、420kg 430kg石英石、315kg 330kg高强陶粒、 225kg 233kg改性剂、2kg 4kg减缩剂和160kg 205kg水组成。
2.按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于，每立方米该混凝土的质量为2320kg 2430kg。
3.按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述的高铝骨料采用市售的经煅烧而 成的密质铝石。
4.按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述石英砂采用粒径为5mm 20mm的石英砂石。
5.按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述高强陶粒采用粒径为5mm 20mm 的页岩陶粒。
6.按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述改性剂采用LST-902耐热混凝土改 性剂。
7.按照权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述减缩剂采用德国瓦克公司生产的 ZZC500减缩剂。
8.一种利用权利要求1所述耐热混凝土制作彩色耐热耐磨混凝土地坪的方法，其特征 在于，该方法按以下步骤进行步骤1 按每立方米混凝土中各组份的质量，分别取水泥150kg 155kg、石英砂 733kg 743kg、高铝骨料315kg 330kg、石英石420kg 430kg、高强陶粒315kg 330kg、 改性剂225kg 233kg、减缩剂2kg 4kg和水160kg 205kg ；步骤2 将步骤1中所取的高铝骨料和石英砂放入水中浸泡至饱和状态；步骤3 将步骤2中处理后的高铝骨料和石英砂以及步骤1中所取的其它组份按常规 方法，搅拌均勻，制得耐热混凝土 ；步骤4 对需浇注混凝土的地面基层进行处理1)需浇注步骤3制得的耐热混凝土的基层必须坚固、密实、平整，若有鼓起或大面积露 筋现象，应凿平或使用普通砼修补，修补处需进行养护，修补平整的基层，在深为20mm的厚 度层内，含水率不大于6%;2)将基层表面的浮灰、水泥渣及疏松部位清理干净；3)在清理干净的基层表面涂覆隔离剂；4)在涂覆隔离剂的基层表面涂覆界面剂；步骤5 按常规方法，将步骤3制得的耐热混凝土浇注在步骤4处理后的地面基层上， 形成混凝土层；步骤6 待步骤5中的混凝土层初凝固时，将彩色耐磨硬化剂均勻铺设在混凝土层表 面，彩色耐磨硬化剂的用量为5kg/m2 Ag/m2 ；步骤7 采用现有压抹方法，将步骤5中铺设的彩色耐磨硬化剂压入混凝土层，并磨平 混凝土层表面，在混凝土层表面形成彩色耐磨层，混凝土层干燥后，制得彩色耐热耐磨混凝 土地坪。
9.按照权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述步骤5中，浇注混凝土时，严禁撒 灰压光，并采用平板式振动器振实，随时控制混凝土层的平整度和坡度。
10.按照权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6中的耐磨硬化剂采用深 圳邦耐恩建筑材料有限公司生产的彩色耐磨硬化剂。
11.按照权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤7中彩色耐磨层的厚度为 2mm 3mm0
全文摘要
一种耐热混凝土及用其制作彩色耐热耐磨混凝土地坪的方法，每立方米该混凝土由150～155kg水泥、733～743kg石英砂、315～330kg高铝骨料、420～430kg石英石、315～330kg高强陶粒、225～233kg改性剂、2～4kg减缩剂和160～205kg水组成。将高铝骨料和石英砂浸泡至饱和状态，按常规方法，将所有组份制成耐热混凝土，处理地面基层，按常规方法将混凝土浇注在该基层上，形成混凝土层，将彩色耐磨硬化剂均匀铺设在初凝固的混凝土层表面，采用现有压抹方法制成彩色耐磨层，混凝土层干燥后，制得彩色耐热耐磨混凝土地坪。本发明混凝土能满足电解铝车间楼地面耐久性的要求，且造价较低，成本小。
文档编号C04B28/00GK102145986SQ20101057399
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者何忠茂, 宋林华, 彭勇, 徐文胜, 李向阳, 李宁, 焦述国, 王廷魁, 王辉, 罗忠皓, 赖广兴 申请人:中国铝业股份有限公司