耐熱耐火混凝土在工程中的應用

1、耐熱耐火混凝土在工程中的應用郭朝林XX省川炭實業(yè)XX助理工程師摘要 本文主要介紹了耐熱耐火混凝土在新都新力制造XX平爐根底混凝土中的成功應用，有效防止了混凝土在高溫烘烤下裂縫的形成。關鍵詞 耐熱混凝土應用一、工程概況新都新力制造XX平爐根底長25米、寬15米、厚度1.41.8米，泵送混凝土工程 量600m3,強度等級為C30,要求入泵坍落度170190mm。工程要求混凝土在滿足28 天強度的前提下具有良好的工作性能，能夠滿足混凝土在高溫烘烤300c以上下不產(chǎn)生有害裂縫的要求，提高混凝土耐久性。二、技術特點耐熱混凝土是一種能長期承受高溫作用 200C以上，并在高溫作用下保持所需的 物理力學性能的

2、特種混凝土。而代替耐火磚用于工業(yè)窯爐內(nèi)襯的耐熱混凝土也稱耐火混 凝土。耐熱混凝土已廣泛的用于冶金、化工、石油、輕工和建材等工業(yè)的熱工設備和長期 受高溫作用的構筑物。耐熱混凝土在原材料的選擇方面比擬復雜，本工程采用硅酸鹽耐 熱混凝土， 硅酸鹽耐熱混凝土所用的材料主要有硅酸鹽水泥、耐熱骨料、摻合料以及 外加劑等。1、原材料要求1硅酸鹽水泥可用礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥作為膠結材料。一般應優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽.word.zl.水泥，并且礦渣摻量不得大于 50%如選用普通硅酸鹽水泥，水泥中所摻的混合材料不 得含有石灰石等易在高溫下分解和軟化或熔點較底的材料。止匕外，因為水泥的耐熱性遠遠低于耐熱骨料及

3、耐熱粉料，在保證耐熱混凝土設計強 度的情況下，應盡可能減少水泥用量，為此，要求水泥的強度等級不得低于32.5MPa。用上述兩種水泥配制的耐熱混凝土最高使用溫度可以到達700800 c。具耐熱機理是：硅酸鹽水泥熟料中的C3s和C2s的水化產(chǎn)物Ca (OH)在高溫下脫水，生成CaO與 礦渣及摻合料中的SiO2和AI2O3又反響生成具有較強耐熱性的無水硅酸鹽和無水鋁酸 鈣，使混凝土具有一定的耐熱性。耐熱骨料普通混凝土耐熱性能不好的主要原因是一些水泥的水化產(chǎn)物為Ca (OH)2,水化鋁酸鹽在高溫下脫水，使水泥石構造破壞而導致混凝土碎裂；另一原因是常用的一些骨料， 如：石灰石、石英砂在高溫下發(fā)生較大體積

4、變形，還有一些骨料在高溫下發(fā)生分解，從 而導致普通混凝土構造的破壞，強度偏低。因此，骨料是配制耐熱混凝土一個很關鍵的 因素。常用的耐熱粗骨料有碎黏土磚、碎紅磚、碎高溫耐火磚等；細骨料有碎黏土磚、黏 土磚、碎高溫耐火磚、含 AI2O3較高的粉煤灰等。摻合料摻合料的作用主要有兩個：一是可以增加混凝土的密實性，減少在高溫狀態(tài)下混凝 土的變形；二是在用普通硅酸鹽水泥時，摻合料中的SiO2和AI2O3與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2的脫水產(chǎn)物Ca O反響形成耐熱性好的無水硅酸鹽和無水鋁酸鈣，同時防止了Ca(OH)2脫水引起的體積變化。所以，摻合料應選用熔點高、高溫下不變形且含有一定數(shù) 量AI2O3的材料。外

5、加劑硅酸鹽水泥耐熱混凝土配制時，可摻加減水劑以降低W/C,減少混凝土構造內(nèi)部的空隙率。減水劑宜采用非引氣性。.word.zl.三、混凝土配合比設計原材料選擇1水泥。選用XX亞東水泥廠生產(chǎn)的洋房牌PO42.5R等級水泥，技術指標見表1;表1水泥技術指標細度模數(shù)8 2 類一磚 慳一土 手-黏顆粒級配H表2細骨料技術指標-j-泥塊含量%i含泥量%I0,8；2.7表觀密度Kg/m3一80一231細度L - - - -I初凝時間rr終凝時間n 一抗折強度MPa抗壓強度MPa3d28di3d j28d1.22h 14 min4h 35 min6.18.7- “r32.8 j51.32細骨料。選用彭州一點通

6、按要求破碎黏土磚，技術指標見表2;3粗骨料。選用彭州一點通按要求破碎黏土磚，技術指標見表3;表3粗骨料技術指標公稱粒徑mm廠一l顆粒級配 1表觀密度1,3、Kg/m!1壓碎指標%針片狀含量 1含泥量%5-25連續(xù)238038.73.21.1(4)粉煤灰。選用XX博磊生產(chǎn)的II級粉煤灰，技術指標見表 4;表4粉煤灰技術指標細度%:11需水量比%i111燒失量iiAI2O3%:SO3%10.419611ii2.2385111.4815減水劑。選用XX吉龍產(chǎn)FDN-20減水劑配合比設計及試驗該品種耐熱混凝土的配合比設計用計算方法比擬繁瑣,般常采用經(jīng)歷配合比為初.word.zl.始配合比，再通過試配調(diào)

7、整，得到適用的配合比。采用質(zhì)量法設計試驗方案。配合比的設計強度等級為C30,設計坍落度為 180-200mm ,假定混凝土容重2000kg/m 試驗數(shù)據(jù)分析上述6組試驗中，2#配合比既能滿足設計要求的耐熱、 強度和坍落度，又相對經(jīng)濟, 因此，我們對2#配合比進展了進一步復核，詳見表 8。表8配合比復核情況.word.zl.,膠凝材料的總量為：650Kg,粉煤灰的摻量為膠凝材料的：30% 35%外22.75加劑的摻量為膠凝材料的：3.5%水膠比分別為：0.48、0.50、0.52,砂率為：46%進 展混凝土試配試驗。配合比方表 5:試驗結果如表6:表5試驗混凝土配合比：配合比編 號水膠 比水水泥

8、粉煤灰粗骨料粗骨料減水劑W/B(kg/m 3)(kg/m 3)(kg/m3)(kg/m 3)(kg/m 3)(kg/m3)SYL-09010.48325J455195451 :55122.75SYL-09020.5033245519544854722.75SYL-09030.5233845519544554422.75 TOC o 1-5 h z SYL-09040.48325423227IIIISYL-09050.5033242322744854722.75 * ”口 3工4 a *工- si 占 0 r *4 - a 4fa m 0 a 4 4 - Jjx r - a 4fa a m 口

9、a,0& 3 4 t一a - ii 工一匹 * *:b r - - a - a *三 m h a Tfk a - a 4.口 a a a 0 一 * a 4 h m 4 3 - Jb a * * a m 3 a SYL09060.5233842322744554422.75IIIIII-9111III表7試驗結果匯總：I配合比編號I坍落度1:1強度（MPa）28d 400 C 烘烤(mm)7dI28d110hSYL-090118527.8:40.5i 未變型、未開裂SYL-09021200127.4: !41.11i 未變型、未開裂SYL-0903:1210-1: 11 25.01136.31

10、:1未變型、未開裂SYL-09041 :1170；_j24.2 ln32.11 :1未變型、未開裂SYL-0905!175, _.25.035.5!未變型、石裂SYL090618522.7； : 131.3j未變型、未開裂1廠I i7配合比編號:實測容重(kg/m3) 1坍落度(mm)凝結時間三4a i - ad a t s as.a a 4& a a- a -s a4=* * s a aa初凝 i終凝1強度(MPa)a a & s aa s a B = g t 4 4az ,士.三 a da a d-h 占 h -7d 1 28dII an 一 bkb an 28d 400 C 烘烤bla*

11、4fa ad Mdsa4-* sd-i-asad at 4 a w aasat10h1 * 11 kb aa SYL-0902198020011h25min19h48minj 28.542.2!未變型、未開裂4、生產(chǎn)配合比確實定新都新力制造XX改造工程甲方代表、承建方代表對配合比進展了復核試驗和微調(diào),配合比材料用量及復核試驗結果見表9表9復核配合比材料用量及試驗結果3-一配合比材料用量kg/m：試驗結果水一一水泥 一E 一一E粉煤灰=t V? = is n = vre = u粗骨料i；9SS BBBWBBB粗骨料一一r減水劑坍落度mmR 一 LHEU 一LHhl;Ln0抗壓強度(MPa)卜T7

12、d i 28d=ess /. e st. s s e b e wtt e are28d 400 C 烘烤10h33045020344854722.7519528.1 | 42.7未變型、未開裂四、實際生產(chǎn)應用情況由于耐熱耐火混凝土所用骨料采用黏土磚黏土磚的吸水率較高，水泥含量相對較多，為保證大體積混凝土質(zhì)量，我們在生產(chǎn)過程中采取了以下技術措施： 1、 過程質(zhì)量控制混凝土攪拌時的投料采用水泥裹砂、石二次投料法；攪拌時間延長2030秒，保證攪拌均勻；試驗室技術人員對生產(chǎn)過程進展監(jiān)控，確?；炷梁鸵仔院吞涠葷M足施工要求。2、 混凝土養(yǎng)護為確保工程質(zhì)量，在混凝土剛澆注完畢后立即采用塑料薄膜覆蓋，待混

13、凝土硬化后 采用濕養(yǎng)護20天。通過采用紅磚粉和采取以上質(zhì)量控制措施，保證了新都新力制造 XX改造工程平爐 根底混凝土的質(zhì)量，依據(jù)GB14902-94?預拌混凝土 刖準，我們在生產(chǎn)過程中以每100m3 作為一個取樣批，共抽檢7組試件檢測混凝土抗壓強度，標養(yǎng)28天測得強度最小值為：.word.zl.36.1 MPa,強度平均值為：38.4 MPa,混凝土和易性良好，泵送順利。蓄水養(yǎng)護完畢使 用設備一個月后對該設備根底混凝土進展檢查，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫。五、完畢語通過采用黏土磚作為骨料配制耐熱 耐火混凝土，改善了混凝土遇熱開裂的弱點， 提高了混凝土質(zhì)量。由于黏土磚的吸水率比擬高到達 40說右,用水量較大，水泥含量較高。在進展配合比設計時，可采用一局部粉煤灰來