本发明专利技术公开一种高层或超高层建筑金属框架结构用的耐高温防火材料、用耐高温防火材料成型的耐火构件及其制造方法，属混凝土建筑材料领域。其技术方案为：一种耐高温防火材料基本由高铝水泥和粉煤灰陶粒与陶砂的组合物混合而成，其高铝水泥为３００～４００ｋｇ／ｍ↑［３］，粉煤灰陶粒与陶砂的组合物为１４００～１７００ｋｇ／ｍ↑［３］；将其耐高温防火材料浇注且与金属结构框架覆着为一体成型为具有防火性能的混凝土构件；其制造方法包括步骤为：１）制造粉煤灰陶粒与陶砂；与高铝水泥混合搅拌成料浆；２）卸出、浇注至由槽钢与工字钢加设钢筋与箍筋的金属框架结构中；３）成型为相互连接的柱体与梁体；４）砼养护至少７２小时后，拆模成型。其解决了高层或超高层建筑金属框架结构的防火保护问题，质轻且成本低，宜于推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种防火材料、应用及其防火构件的制造方法，特别是用于高层或超高层建筑金属框架结构的耐高温防火材料、以及用耐高温防火材料成型的耐火构件与其制造方法，属混凝土建筑材料领域。
技术介绍
目前在高层或超高层建筑领域中采用的框架筒体结构全部由钢质的骨架结构制成，这是因为钢质材料本身具备机械性能好，强度高的特性，可以承受较大的荷载，世界各国的高层建筑，尤其是超过200米、300米高度的超高层建筑，都采用这种钢质框架筒体结构。但是这种钢质框架筒体结构的火灾防御能力差，如火灾温度超过900℃-1100℃时，钢质框架筒体结构会因高温而产生扭曲、形变，甚至自融，最终导致高层建筑物毁坏、塌落。在20世纪末，震惊世界的纽约世界贸易中心大厦遭受袭击，大楼中部燃起大火，由于火灾的高温，导致“摩天大楼”的楼层钢质框架产生扭曲，形变、直至自融，最终使数百米的高层建筑物彻底塌落、毁坏，给人类生命及财产安全造成极大威胁与损失。如何使高层或超高层建筑的钢质框架结构具有不燃性、阻燃性，提高其防火度，使其钢质框架结构能够抵御意外火灾的高温破坏，形成建筑防火保护体，目前已受到国内外各界人士、建筑专家们的高度重视。从现有技术讲，具有高度防火性能的材料主要应用于航天航空材料，该材料的防火等级已达到2000℃，但材料造价昂贵，资源稀少，用它来解决高层、超高层建筑物的建造，其成本太高，难于实现；若选用普通的防火材料，这些防火材料通常又都属于“超重型材质”，不宜在高层或超高层建筑物上使用。故此，高层或超高层建筑物上能够满足较高防火等级要求，又同时具有质轻，强度高，对金属框架结构具有保护作用的劲性钢筋耐火混凝土材料，目前国内外建筑业中仍属空白。
技术实现思路
为了解决目前高层或超高层建筑金属框架结构的耐高温防火的保护问题，本专利技术的目的是提供一种适宜在高层或超高层建筑构件使用的质轻且耐高温的防火材料、防火材料的应用以及该防火材料浇注的耐高温防火构件的制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种耐高温防火材料，其特征在于它基本由高铝水泥与粉煤灰陶粒和陶砂的组合物混合而成的混合物再加入纤维材料与添加剂组成，每立方米的所述混合物中，所述高铝水泥含300～400kg，所述粉煤灰陶粒与陶砂含1400～1700kg；所述纤维材料加入量为所述混合物总量的1～3％，所述添加剂加入量为所述混合物总量的1～2％。所述粉煤灰陶粒的粒度为φ6～20mm，所述陶砂的粒度为φ1～5mm，所述粉煤灰陶粒与陶砂配合的重量份数比为60～80∶20～40。所述纤维材料为钢纤维或碳纤维中一种；所述添加剂为早强剂、减水剂或防冻剂中一种。所述添加剂为水溶状态，其质量浓度为3～5％。本专利技术的另一个目的是提供一种上述耐高温防火材料在防火构件中的应用，其特征为所述耐高温防火材料浇注且包覆于所述金属结构框架与其外围围成的模板之间，四周浇注的截面宽度分别为120～230mm，且与所述金属结构框架覆着为一体，成型为耐高温防火构件。本专利技术再一个目的是提供一种利用上述耐高温防火材料制造耐高温防火构件的方法，包括采用常规的建筑框架结构的搭建步骤，其特征在于它还包括有如下步骤1)制造粒度为φ6～20mm的粉煤灰陶粒、粒度为φ1～5mm的陶砂；2)将步骤1)成品粉煤灰陶粒与陶砂以重量百分数60～80∶20～40的比例混合成组合物，将其以每立方米含1400～1700kg的比例与每立方米含300～400kg的高铝水泥混合后投入搅拌机内，再加入占混合物总量1～3％的纤维材料，1～2％的添加剂；加水搅拌，其搅拌时间为2～3分钟，搅拌成混凝土料浆；所述混凝土料浆的稠度为30～50mm；3)将步骤2)所述的混凝土料浆由其搅拌机中卸出，卸出45分钟之内，在常温下将所述混凝土料浆浇注至所述的常规方法搭建的金属框架结构与外围模板之间；所述料浆分层次浇注，每层次浇注的厚度最多30mm，经震捣器震捣至少两次，每次震捣时间为15～20秒钟；4)经步骤3)逐层浇注的柱体金属框架结构与梁体金属框架结构成型的外围混凝土厚度分别为120～230mm；5)将步骤4)成型的所述柱体与所述梁体置于常温下自然养护至少72小时后，拆除其模板。上述步骤1)的粉煤灰陶粒与陶砂采用多筒体转窑烧结工艺制造。上述步骤2)的粉煤灰陶粒与陶砂的组合物与高铝水泥在常温下混合送至搅拌机；所述纤维材料选用钢纤维或者碳纤维中一种，所述添加剂为早强剂、减水剂或防冻剂中一种。上述的添加剂为水溶状态，其质量浓度为3～5％。采用常规的建筑钢质结构框架的搭建方法中，钢质框架由钢质柱体与钢质梁体逐层焊接或铆接而成，在钢质柱体与钢质梁体外部加设有柱体钢筋与梁体钢筋，柱体钢质结构采用槽钢，梁体钢质结构采用工字钢，在槽钢与工字钢周围分别绑立有若干根柱体钢筋与梁体钢筋，在柱体钢筋与梁体钢筋的四周还围有箍筋，箍筋为带肋的钢筋，其箍筋外围至槽钢或工字钢的垂直厚度为80～160mm；在成型的钢筋框架结构外再加设一圈框架模板；然后利用本专利技术的耐高温防火材料浇注至预制成型的钢筋骨架结构与模板之间，其浇注为常温下分层浇注，逐层浇注成型为劲性钢筋耐火混凝土柱体与梁体；再将置于常温下自然养护至少72小时后，拆去外覆膜板，最终成型为本专利技术的耐高温防火构件。高层或超高层建筑随其测试合格的框架进行养护再升层作业。本专利技术所用的粉煤灰陶粒、陶砂是由多筒体转窑烧结工艺制造的超强型粉煤灰陶粒，筒体分节转窑包括至少两个筒体，所有的筒体共用一个投料装置，每个筒体由至少两个筒体节组成，不同筒体节的直径不同，直径较小的筒体节插在直径较大的筒体节内，在接口处密封，由于不同筒体节之间可以差速、顺逆向旋转，工业废料粉煤灰与特制的粉煤灰陶粒膨胀固化剂混合后形成料球，料球在不同转速以及不同旋转方向筒体节的作用下成型，利用该设备烧制粉煤灰陶粒，单颗粒料球不易粘连结块。上述的加工烧结工艺即“多筒体转窑”是由本专利技术人于2001年9月24日申请，于2002年3月13日公开的专利技术专利申请，其申请号为01141409X、公开号为CN1339688A；上述烧结工艺的设备采用筒体分节转窑，该筒体分节转窑为本专利技术人于2001年4月29日申请，2002年2月13日授权的技术专利；其烧结工艺中所用的粉煤灰陶粒膨胀固化剂，为本专利技术人2000年11月7日申请，2004年4月公开的专利技术专利申请，其申请号为00133467.0，公开号为CN1288875A，由于上述专利申请及专利均已公开，在此不再赘述。本专利技术由于采用了上述技术方案，其优点在于1.利用本专利技术的防火层覆着的高层建筑框架结构，轻质高强，其表现密度一般为800～1950kg/m3，作承重结构用的表现密度为1400～1950kg/m3，比普通砂石混凝土轻30％；其包覆于钢质框架结构后板材的厚度比普通砂石砼薄约20％以上；但其强度高于普通砼15～40MPa，达到或超过50MPa。2.抗震性能好，因其自重轻，弹性模量低，在地震荷载作用下，承受的地震力及自振周期长，对冲击波能量的吸收快，减震效果好。3.阻燃耐火性能好，由于其导热系数低、耐火度高至1600-1750℃，在高温作用下可保护钢质结构骨架及钢筋不易遭受破坏，对同一防火等级的材料而言，不但砼板材薄，而且防火效果好。4.保温性能好，导热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐高温防火材料，其特征在于：它基本由高铝水泥与粉煤灰陶粒和陶砂的组合物混合而成的混合物再加入纤维材料与添加剂组成，每立方米的所述混合物中，所述高铝水泥含３００～４００ｋｇ，所述粉煤灰陶粒与陶砂含１４００～１７００ｋｇ；所述纤维材料加入量为所述混合物总量的１～３％，所述添加剂加入量为所述混合物总量的１～２％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨普安，杨庆余，杨庆有，
申请(专利权)人：杨普安，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]
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