耐热混凝土性能技术研究

【摘 要】对于长时间承受高温或承受加热冷却的反复温度变化作用的结构，要求混凝土有较好的耐热性能，本文讨论了耐热混凝土的性能和技术要求。

【关键词】耐热；混凝土；性能；技术要求?

research of anti-thermal properties of concrete technology

huang jian-dong; zhou ling

(shaoxing economic development zone construction project quality supervision and testing center shaoxing zhejiang 312000)

【abstract】for a long time under high temperature or under heating and cooling effect of the repeated changes in the structure of the temperature, requiring better heat resistance of concrete, this article discusses the performance of heat-resistant concrete and technical requirements.

【key words】heat; concrete; performance; technical requirements

耐热混凝土是指能够长期承受高温(250～1300℃）作用，并在高温下保持正常使用所需要的物理力学性能的特种混凝土。耐热混凝土主要用于工业窑炉基础、高炉外壳及烟囱、原子能压力容器等处，除了长时间承受高温作用外，还会承受加热冷却的反复温度变化作用。

耐热混凝土通常按所用的胶凝材料分类，不同种类的耐热混凝土，按其耐热度不同，耐热混凝土可以分为：水泥耐热混凝土；水玻璃耐热混凝土：600～1200℃。水泥耐热混凝土又可以分为：普通硅酸盐水泥耐热混凝土：耐热度700～1200℃；矿渣硅酸盐水泥耐热混凝土：耐热度700～900℃；高铝水泥耐热混凝土耐热度1300～1400℃。

1. 原材料选择及其技术要求

耐热混凝土由耐热骨料与适量的胶凝材料(有时还添加矿物掺合料)和水按一定比例配制而成。

1.1 胶凝材料。

1.1.1 水泥。

（1）配制耐热混凝土用的普通磋酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和高铝水泥应符合现行国家标准要求。

（2）任何一种水泥的强度等级不得低于32.5mpa。

（3）普通硅酸盐水泥中不得掺有石灰岩类的混合材料；采用矿渣硅酸盐水泥配制的耐热混凝土，最高使用温度为700℃，且水泥中磨细水淬矿渣含量小于50?。

（4）每立方米耐热混凝土中水泥用量为300～450kg。

1.1.2 水玻璃。

（1）所选用的水玻璃模数m=2.6～2.8，比密度 ρ?1=1.38～1.40为宜。

（2）氟硅酸钠(na2sif6)固化剂的纯度按质量计应大于95%，含水率小于1%，细度要求0.125mm方孔筛筛余不大于10%。

（3）每立方米耐热混凝土的水玻璃用量300～400kg，na?2sif?6用量为水玻璃用量的12%～15%。

1.2 粗细骨料。

由于骨料在混凝土中所占的比例较大，其耐热度的高低对混凝土的耐热性能影响很大，所以对耐热混凝土所用骨料有着特殊的技术要求。

1.2.1 品种选择。

宜选用燃烧温度不低于1350～1450℃的耐热骨料，包括粘土熟料、粘土耐火砖、红砖碎料

等粘士质骨料，铝矾土熟料、高铝砖碎料等高铝质骨料和镁砂、镁砖等镁质骨料，以及高炉矿渣、粉煤灰、铬铁矿、玄武岩、辉绿岩等耐热性能较高的工业废渣与天然岩石经破碎而成的碎石和碎砂。不宜采用易在高温条件下发生晶型转变导致体积膨胀的石英质骨料，如砂岩、石英岩等;严禁骨料中混有石灰石、方解石等在高温下易分解的有害杂质。

1.2.2 技术要求。

粗骨料粒径一般为5～15mm，不得大于20mm，在配筋稀疏的厚大结构中不应大于40mm，级配多为连续级配；细骨料粒径为0.15～5mm。

1.2.3 磨细掺合料。

用普通硅酸盐水泥配制耐热混凝土时，一般需要掺入磨细掺合料。掺合材料包括粘土质(粘土熟料、粘土耐火砖、红砖等)、高铝质(铝矾土熟料、高铝砖等)、镁质(冶金镁砂、镁砖)、粉煤灰及高炉等品种。这些掺合料中的活性sio?2、活性al?2o?3，与水泥中的游离cao能在高温下进行反应，生成在高温下稳定的无水硅酸钙和无水铝酸钙，从而使混凝土具有独特的耐热性能。

1.2.4 水。

耐热混凝土的拌和用水与养护用水均为洁净的自来水或饮用水。

2. 配合比设计

耐热混凝土的配合比没计，应根据混凝土的工作强度、极限工作温度、材料来源及经济因素加以综合考虑，并通过试验确定。如果结构在高温下要求保持较高强度，则宜采用水玻璃耐热混凝土，此类混凝土在高温下具有强度不降低的特点。

设计时，可参考经验配合比，以此作为初步配合比，然后通过试拌得出适用的配合比。工程中常用的经验配合比如下表所示。

3. 施工技术

3.1 施工工艺

3.1.1 耐热混凝土宜采用机械搅拌，搅拌时间要比普通混凝土延长1～2min，使混凝土混合料颜色达到均匀为止。拌制水泥耐热混凝土时，磨细掺合料必须先搅拌均匀，约2 min左右；

拌制水玻璃耐热混凝土时，氟硅酸钠与掺合料必须预先拌匀，然后可用机械或人工搅拌。

3.1.2 水泥耐热混凝土宜在15～25℃的潮湿环境中养护：普通水泥耐热混凝土养护不少于7d；矿渣水泥耐热混凝土养护不少于l4d；高铝水泥耐热混凝土一定要加强初期养护管埋，养护时间不少于3d。

3.1.3 水玻璃耐热混凝土宜在15～30℃的干燥环境中养护，注意防止太阳直接曝晒而脱水过快产生龟裂。

3.1.4 水泥耐热混凝土在气温低于7℃，水玻璃耐热混凝土在气温低于l0℃的条件下施工时，均应按冬季施工规定执行，并遵守下列规定。

（1）耐热混凝土中不应掺用化学促凝剂。

（2）水玻璃耐热混凝土的加热只许采用干热方法，加热温度不超过60℃。

（3）加热时，普通水泥耐热混凝土和矿渣水泥耐热混凝土的温度不得超过60℃，高铝水泥耐热混凝土不得超过30℃。

3.2 施工质量要求。

耐热混凝土的质量检验项目和技术要求见下表。

2.加热至极限使用温度并经冷却后的强度 1.不小于混凝土设计强度等级，

不小于烘干抗压强度

900℃

1.混凝土强度等级

2.残余抗压强度：

(1)水泥耐热混凝土

(2)水玻璃耐热混凝土

1.不小于混凝土设计强度等级

2.不小干混凝土烘干抗压强度

（1）不小于30?烘干抗压强度，不得出现裂纹

（2）不小于70%烘干抗压强度。不得出现裂纹

1200～1300℃

1.混凝土强度等级

?2.残余抗压强度

（1）水泥耐热混凝土

（2）水玻璃耐热混凝土

（3）加热至极限使用温度后的线收缩：限使用温度为1200℃时；限使用温度为1300℃时

（4）荷载软化温度(变形4%)

1.不小于混凝土设计强度等级

2.不小干混凝土烘干抗压强度

（1）不小于30?烘干抗压强度，不得出现裂纹

（2）不小于50%烘干抗压强度。不得出现裂纹

（3）加热至极限使用温度后的线收缩：加热至1200℃时，不大于0.7%；加热至1300℃时，不大于0.9%

（4）不小于极限使用温度随着生产技术和生产工艺的不断发展，人类对各种混凝土的需求越来越广泛，耐热混凝土在工业生产中的作用也将越来越重要，人们对耐热混凝土的研究也会越来越多。

参考文献

［1］ 汪黎明.常用建设材料与结构工程检测［m］.黄河水利出版社，2002.

［2］ 张雄，张永娟. 现代建筑功能材料［m］ 化学工业出版社,2009

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［文章编号］1006-7619（2011）01-18-033

［作者简介］ 黄建东 （1975.5-），男，藉贯：浙江诸暨，工程师职称，工作单位：绍兴经济开发区建设工程质量监督检测中心，研究方向：建筑工程材料质量检测。