本發(fā)明涉及建筑工程材料，具體涉及一種耐高溫防腐蝕混凝土煙道及其制備方法。

背景技術：

1、煙道作為連接燃燒設備/設施到煙囪之間的主要管道部件/構件，其質量和性能品質直接關系到高溫設備運行的安全性。由于煙道長期受到高溫強腐蝕煙氣的作用，煙道混凝土構件長期處于高溫、酸堿鹽、水汽、油汽的侵蝕環(huán)境中，會產(chǎn)生蜂窩、麻面、脫落、鋼筋銹蝕等破壞，嚴重的情況下會使煙氣滲漏甚至煙道整體破壞，威脅著煙道的安全性和使用壽命?，F(xiàn)有的煙道構件的技術，主要是由混凝土內(nèi)夾鋼絲網(wǎng)等增強材質進行提高強度或者采用花紋板預制成金屬煙道構件。也有煙道構件是在混凝土層設置一內(nèi)襯層的方式來進行處理。然而，煙道構件長年連續(xù)使用后，其內(nèi)壁依舊容易發(fā)生腐蝕，影響其使用年限。

2、因此，開發(fā)一種耐高溫防腐蝕混凝土煙道用于保證煙道構件的安全性和長期使用的壽命是非常必要的。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種耐高溫防腐蝕混凝土煙道，以解決現(xiàn)有煙道耐高溫、耐腐蝕性差，耐久性差，使用壽命短的問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種耐高溫防腐蝕混凝土煙道，由煙道內(nèi)部到外部依次為耐高溫防腐層、隔熱保護層、耐熱防滲層和結構層；

4、所述耐高溫防腐層為適用于500℃酸性或堿性環(huán)境的耐高溫防腐涂層，且所述耐高溫防腐層的厚度為0.5-0.8mm；

5、所述隔熱保護層為導熱系數(shù)不高于0.05w/(m·k)的無機隔熱層，且所述隔熱保護層的厚度為50-100mm；

6、所述耐熱防滲層為抗?jié)B壓力大于2mpa的有機無機復合耐熱防滲層，且所述耐熱防滲層的厚度為0.05-0.08mm；

7、所述結構層為抗壓強度不低于100mpa和抗折強度不低于25mpa的高強高韌性混凝土結構層。

8、可選地，所述耐熱防滲層噴涂在所述結構層上，所述隔熱保護層噴涂在所述耐熱防滲層上；所述耐高溫防腐層噴涂在所述隔熱保護層上。

9、可選地，所述耐高溫防腐層，按重量份計，包括以下組分：

10、鋁溶膠100份，普通硅酸鹽水泥45-55份，硅酸鉀40-50份，硅酸鋁25-35份，碳化硅15-20份，納米二氧化鈦微粉1-5份，水5-25份。其中，鋁溶膠的固含量為30％。

11、可選地，所述耐高溫防腐層為通過以下方法制得的耐高溫防腐層：

12、將所述普通硅酸鹽水泥、所述硅酸鉀、所述硅酸鋁、所述碳化硅混合均勻，然后，加入所述鋁溶膠，攪拌均勻，得到漿體a；

13、將所述納米二氧化鈦微粉與所述水超聲分散，得到懸浮液b；

14、將所述懸浮液b加入至所述漿體a中，攪拌均勻，得到耐高溫防腐層。

15、本發(fā)明采用耐高溫和耐腐蝕性能優(yōu)異的鋁溶膠作為無機涂層的基體材料，通過采用普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，提供足夠的力學性能，鋁溶膠分散于硬化水泥漿體的孔隙中形成高溫保護膜，賦予良好的抗高溫性能，并在涂層內(nèi)加入硅酸鉀和硅酸鋁耐高溫組分，進一步提高抗高溫性能，此外，通過引入納米二氧化鈦微粉的納米滲透填充作用，填充于涂層內(nèi)的微孔隙和微通道內(nèi)，再輔以高抗腐蝕性能的碳化硅作用，使所得的耐高溫防腐層具有優(yōu)異的抗腐蝕和抗?jié)B透性能，其可在500℃酸性或堿性環(huán)境下持續(xù)工作，突破了傳統(tǒng)耐高溫環(huán)境只能采用高鋁水泥的技術瓶頸。

16、可選地，所述隔熱保護層，按重量份計，包括以下組分：

17、普通硅酸鹽水泥100份，鎂質水泥45-55份，?；⒅?0-30份，細陶粒10-15份，增粘劑3-7份，玄武巖纖維1-5份，水80-100份。其中，所述?；⒅楹图毺樟５淖畲罅讲淮笥?.18mm，密度不大于600kg/m3；所述增粘劑為工業(yè)干酪素。

18、可選地，所述隔熱保護層為通過以下方法制得的隔熱保護層：

19、將所述?；⒅?、所述細陶粒、所述普通硅酸鹽水泥、所述鎂質水泥、所述增粘劑和所述玄武巖纖維投入到攪拌機中，以60r/min的速度干拌30s，然后邊攪拌邊加入所述水，待所述水全部加入后，繼續(xù)攪拌60s，得到隔熱保護層。

20、本發(fā)明采用玻化微珠和細陶粒兩種低導熱系數(shù)的無機保溫隔熱材料為隔熱保護層的主體材料，不僅具有很好的隔熱性能，而且具有優(yōu)異的耐溫性和耐久性，通過防高溫開裂的鎂質水泥和提供強度的普通硅酸鹽水泥作為保溫隔熱材料的膠結劑，使其具有良好的力學性能，再通過抗流掛性能好的干酪素作為增粘劑，進一步提高粘接性能，保證隔熱保護層與相鄰其它層之間的結合力，再通過玄武巖纖維的應力分散作用，保證隔熱保護層再長期的大溫度梯度下不開裂，延長其保溫隔熱壽命，其中，其導熱系數(shù)不高于0.05w/(m·k)，保證了本發(fā)明耐高溫防腐蝕混凝土煙道具有良好的保溫性能，避免其內(nèi)外溫差大引起結構層開裂。

21、可選地，所述耐熱防滲層，按重量份計，包括以下組分：

22、氯化聚丙烯樹脂100份，過氯乙烯樹脂40-60份，硬脂酸鈣粉10-20份，碳化硅纖維1-5份。其中，氯化聚丙烯樹脂分子量為60000-80000；過氯乙烯樹脂氯含量65％。

23、可選地，所述耐熱防滲層為通過以下方法制得的耐熱防滲層：

24、將所述氯化聚丙烯樹脂和所述過氯乙烯樹脂混合加熱至80-100℃，全部熔化后，邊攪拌邊加入所述硬脂酸鈣粉和所述碳化硅纖維，攪拌均勻，得到耐熱防滲層。

25、本發(fā)明采用耐酸堿性能好的氯化聚丙烯樹脂和過氯乙烯樹脂涂覆在結構層內(nèi)部，形成有機防滲膜，進一步隔絕了煙氣中的組分的滲透，再通過加入硬脂酸鈣粉，使其兼具疏水和疏油功能，阻隔水蒸氣和油煙氣的侵入和滲透，再通過碳化硅纖維的交織作用，提高了耐熱防滲層的韌性和抗開裂性能，提高其壽命，幾者共同作用使其抗?jié)B壓力大于2mpa，有效的保護結構層不受煙氣的腐蝕。

26、可選地，所述結構層，按重量份計，包括以下組分：52.5級普通硅酸鹽水泥100份，超細微粉15-20份，細骨料80-120份，高性能減水劑2-8份，消泡劑0.1-0.5份，鋼纖維1-5份，水20-30份。其中，所述超細微粉為比表面積不小于800m2/kg的無定型硅酸鋁粉；所述細骨料為尾礦、冶金渣或建筑廢棄混凝土經(jīng)破碎-篩分-洗滌-干燥得到的粒徑在4.75-0.045mm之間的連續(xù)級配細骨料；所述高性能減水劑為聚羧酸系高性能減水劑；所述消泡劑為有機硅類消泡劑；所述鋼纖維為長徑比40-80的鍍鋅鋼纖維。

27、可選地，所述結構層為通過以下方法制得的結構層：

28、將所述細骨料、所述52.5級普通硅酸鹽水泥、所述超細微粉、所述鋼纖維、所述高性能減水劑、所述消泡劑和所述水投入攪拌機中，以60r/min的速度低速攪拌60s，然后，以300r/min的速度高速攪拌30s，再以60r/min的速度低速攪拌30s，澆注成型為空心結構，養(yǎng)護一段時間后脫模，然后再標準養(yǎng)護至規(guī)定齡期，得到結構層。

29、本發(fā)明采用經(jīng)過處理的工業(yè)固廢和建筑垃圾作為高強混凝土層的骨料，有效的利用和消納了廢棄物，同時降低了結構層的成本，具有良好的經(jīng)濟性，而且本發(fā)明通過各原料組分之間的相互作用，使得所得的結構層抗壓強度不低于100mpa和抗折強度不低于25mpa，其表現(xiàn)出的良好力學性能和韌性，使其適用于各種建筑煙道的承載構件的制備。

30、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的耐高溫防腐蝕混凝土煙道具有以下優(yōu)勢：

31、1、本發(fā)明的耐高溫防腐蝕混凝土煙道，其結構層利用預處理的尾礦、冶金渣或建筑廢棄混凝土作為細骨料，有效消納了工業(yè)固廢和建筑垃圾，并且35d抗壓強度達到100mpa以上，抗折強度達到25mpa以上，適用于各種建筑煙道的承載構件；耐熱防滲層采用有機無機復合涂層，兼具疏水疏油的特性，阻止了煙氣中各種成分的滲漏，將煙氣完全阻隔在煙道內(nèi)層；隔熱保護層采用無機保溫砂漿，該層導熱系數(shù)不高于0.05w/(m·k)，并且發(fā)揮了無機保溫材料高耐久性的特點；高溫防腐層采用無機涂層，具有抗高溫、粘接力強、耐油，能抗強氧化性酸及堿的腐蝕。本發(fā)明通過各層的共同作用，有效阻止了煙氣中的酸堿氣體和水蒸氣侵入到結構層，并且阻隔了煙氣熱量的傳遞，使結構層的表面溫度近于環(huán)境溫度，有效避免了結構層在高溫差條件下因熱應力導致的微裂紋，進而影響結構耐久性的問題，使得所得的混凝土煙道具有承載能力強、整體結合性好、體積穩(wěn)定性高、使用壽命長的優(yōu)勢。