耐热混凝土的配合比,除应满足与热工设备相适应的高温物理性质、高温体积安定性等特殊性能要求外,还应满足一定的强度和和易性要求。因此,必须对其组成材料和配合比加以选择。
一、胶凝材料
配制水泥耐热混凝土用的普通水泥、矿渣水泥和高铝水泥,除应符合国家现行水泥标准外,并应符合下列要求:
1 .普通水泥中不得掺有石灰岩类的混合材料。
2 .用矿渣水泥配制极限使用温度为 700 ℃ 耐热混凝土时,水泥水渣含量不得大于 50 %。
3 .水泥强度不得低于 32.5MPa 。配制水玻璃耐热混凝土,所用水玻璃的密度应在 1.38 ~ 1.40 为宜,模数以 2.6 ~ 2.8 为宜。采用的氟硅酸钠的纯度按重量计不少于 95 %,含水率不大于 1 %,颗粒细度通过 4900 孔 /cm 2 的筛余量不大于 10 %。
4 .水泥用量一般可控制在混凝土总重量的 10 %~ 20 %范围内。
二、水灰比
在施工条件允许的前提下,尽可能减少用水量,降低水灰比。一般坍落度不宜大于 2 ㎝。 最好采用干硬性混凝土。
三、掺合料
对强度要求不高的耐热混凝土,掺合料可多些,一般为水泥用量的 30 %~ 100 %,其技术要求见下表。
耐热混凝土用的掺和料和骨料的技术要求
种类 |
混合材料细度在 4900 孔 /cm 2 筛的通过量不小于( % ) |
骨料颗粒级配(累计筛余按重量计, % ) | |||||||
粗骨粒径(㎜) |
细骨料粒径(㎜) | ||||||||
水泥胶凝料耐热混凝土 |
水玻璃耐热混凝土 |
25 |
10 |
5 |
5 |
1.2 |
0.15 | ||
黏土质 |
黏土熟料 |
70 |
50 |
0~5 |
3 0~60 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
9 0~100 |
黏土砖 |
70 |
50 |
0~5 |
3 0~60 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
9 0~100 | |
红砖 |
70 |
— |
0~5 |
3 0~60 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
9 0~100 | |
高铝质 |
高铝砖 |
70 |
— |
0~5 |
3 0~60 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
9 0~100 |
矾土熟料 |
70 |
— |
0~5 |
3 0~60 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
9 0~100 | |
镁质 |
镁砂 |
— |
70 |
— |
0~5 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
9 0~100 |
镁砖 |
— |
70 |
— |
0~5 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
0~2 | |
粉煤灰 |
85 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— | |
高炉重矿渣 |
— |
— |
0~5 |
3 0~60 |
9 0~100 |
0~10 |
2 0~55 |
9 0~100 |
四、骨料级配及砂率
骨料用量约占耐热混凝土混合料总量的 80% 左右,其技术要求见上表。
五、配合比的试配与调整
由于耐热混凝土的性能较为复杂,因此,计算比较繁琐,也常采用经以配合比为初始配合比(下表),进行试配后,经调整确定基准配合比。
耐热混凝土的搅拌、成型、养护与普通混凝土基本相同。
耐热混凝土的材料组成及用量
耐热混凝土名称 |
极限使用温度(℃) |
材料组成及用量(㎏ /m 3 ) |
混凝土最低等级( MPa ) |
适应范围 | ||
胶凝料 |
掺合料 |
粗细骨料 | ||||
普通水泥耐热混凝土和矿渣水泥耐热混凝土 |
700 |
普通水泥 |
水渣、粉煤灰( 15 0 ~ 300 ) |
高炉重矿渣、红砖、安山岩、玄武岩( 130 0 ~ 1800 ) |
C15 |
温度变化不剧烈,无酸碱侵蚀的工程 |
矿渣水泥 |
水渣、黏土熟料、黏土砖( 0 ~ 200 ) |
高炉重矿渣、红砖、安山岩、玄武岩( 1400 ~ 1900 ) |
C15 |
温度变化不剧烈,无酸碱侵蚀的工程 | ||
900 |
普通水泥 |
耐火度不低于 161 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖( 150 ~ 300 ) |
耐火度不低于 161 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖( 1400 ~ 1600 ) |
C15 |
无酸碱侵蚀的工程 | |
矿渣水泥 |
耐火度不低于 167 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖( 100 ~ 200 ) |
耐火度不低于 167 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖( 1400 ~ 1600 ) |
C15 |
无酸碱侵蚀的工程 | ||
1200 |
普通水泥 |
耐火度不低于 167 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖、矾土熟料( 150 ~ 300 ) |
耐火度不低于 167 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖、矾土熟料( 1400 ~ 1600 ) |
C20 |
无酸碱侵蚀的工程 | |
高铝水泥耐热混凝土 |
1300 |
矾土水泥 |
耐火度不低于 1730 ℃ 的黏土熟料、黏土砖( 150 ~ 300 ) |
耐火度不低于 1730 ℃ 的黏土砖、矾土熟料、高铝砖( 1400 ~ 1700 ) |
C20 |
宜用厚度小于 40 0 ㎜的结构,无酸碱侵蚀的工程 |
水玻璃耐热混凝土 |
600 |
水玻璃( 30 0 ~ 400 )加氟硅酸钠(占水玻璃重量的 12 % ~ 15% ) |
黏土熟料、黏土砖 ( 300 ~ 600 ) |
安山岩、玄武岩( 155 0 ~ 1650 ) |
C15 |
可用于同时受酸(氢氟酸除外)作用的工程,但不得用于常有水蒸气及水作用的部位 |
900 |
水玻璃( 30 0 ~ 400 )加氟硅酸钠(占水玻璃重量的 12 % ~ 15% ) |
耐火度不低于 167 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖、( 300 ~ 600 ) |
耐火度不低于 161 0 ℃ 的黏土熟料、黏土砖、( 1200 ~ 1300 ) |
C15 |
可用于受酸(氢氟酸除外)作用的工程,但不得用于经常有水蒸气及水作用的部位 | |
1200 |
水玻璃( 30 0 ~ 400 )加氟硅酸钠(占水玻璃重量的 12 % ~ 15% ) |
一等冶金金镁砂或镁砖( 50 0 ~ 600 ) |
一等冶金镁砂或镁砖( 170 0 ~ 1800 ) |
C15 |
可用于受氟化钠、硫酸钠、碳酸钠、氟化钠溶液作用的工程,但不得用于有受酸作用及有水蒸气及水作用的部位 |