一、定义
耐热混凝土(heat resistant concrete)它是指暴露在恒定或循环变化的高温下,因陶瓷粘结产物而不会破裂的混凝土。它是一种特殊的混凝土,可以长期承受高温(200℃),并在高温下保持所需的物理力学性能。耐火混凝土,又称耐火混凝土,用于替代工业窑内衬的耐火砖。
二、分类
根据所用胶结材料进行分类
硅酸盐耐热混凝土:使用的材料主要包括硅酸盐水泥、耐热骨料、掺合料和添加剂。矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥可用作胶结材料,矿渣硅酸盐水泥优先,矿渣掺量不得超过20%(如果选用普通硅酸盐水泥,其混合材料不得含有高温下容易分解、软化或熔点较低的石灰石等材料),水泥强度等级不得低于42.5。MPa,耐热混凝土的最高使用温度可达7000 800℃。
铝酸盐耐热混凝土:胶结材料主要包括矾土水泥、低钙铝酸盐水泥和纯铝酸盐水泥,属于水硬性和热硬性耐热混凝土,使用温度可达1300。 1600℃,有些甚至可以达到1800℃左右。
磷酸盐耐热混凝土:采用磷酸盐或磷酸作为胶结剂和耐热骨料制成。它是一种热硬性耐热混凝土。使用温度一般为150℃,最高可达3000℃,可承受多次冷热循环而不损坏。
硫酸耐热混凝土:文件中没有详细提到该类型混凝土的特点和成分。
水玻璃耐热混凝土:在给定材料中没有详细说明。
镁质水泥耐热混凝土:在资料中也没有给出具体的介绍。
耐热混凝土的其它胶结材料:数据没有说明。
按照硬化条件进行分类
水性耐热混凝土:如铝酸盐水泥耐热混凝土属于此类,依靠水泥水化反应进行硬化。
气硬耐热混凝土:数据没有给出具体的相关性。
热硬耐热混凝土:磷酸盐耐热混凝土属于热硬耐热混凝土,需要在加热条件下硬化。
第三,技术要求
可以长期承受200 在高温下保持所需物理力学性能的900℃温度作用,其技术要求还包括烧后残留强度等级、质量控制原理等。
四、原材料
胶结材料
硅酸盐耐热混凝土(矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥)等不同类型的耐热混凝土使用不同的胶结材料。;铝酸耐热混凝土采用矾土水泥、低钙铝酸盐水泥、纯铝酸盐水泥;磷酸耐热混凝土采用磷酸盐或磷酸。
耐热骨料
粗骨料:常用的有碎粘土砖、粘土熟料、碎高铝耐火砖、矾土熟料等。如果使用温度超过1500℃,最好选择铬铝渣、电熔刚玉等铝酸盐水泥耐热混凝土。
细骨料:有镁砂、碎镁耐火砖、含有高AlO的粉煤灰等。
掺合料
一是可以增加混凝土的密实度,减少高温下混凝土的变形;二是在使用普通硅酸盐水泥时,掺合料中的AlO和水泥水化产物Ca(OH)脱水产品CaO反应形成耐热性好的无水硅酸钙和无水铝酸钙,同时避免脱水引起的体积变化。例如,刚玉粉、高铝矾熟料粉等。可用于硅酸盐水泥耐热混凝土的制备。粉末细度一般不超过一定标准(具体数值不明确)。
外加剂
在制备硅酸盐水泥耐热混凝土时,可以加入减水剂,以减少用水量等,但是数据并没有详细说明外加剂在其它类型耐热混凝土中的应用。
性能特点五、性能特点
和普通混凝土相比
普通混凝土耐热性能差,有些水泥水化产品Ca(OH)、水化铝酸钙在高温下脱水会破坏水泥石结构,石灰石、石英砂等常用骨料在高温下大体积变形或分解,导致混凝土结构破坏,强度降低。耐热混凝土可以在高温下保持物理力学性能,通过合理选择胶结材料、骨料和掺合材料。
相对于传统的耐火砖
生产工艺简单,一般只需要搅拌机和振动成型机。
施工简单,易于机械化。
任何结构形式的窑炉都可以建造,复杂的窑炉形式可以根据生产工艺要求建造。
耐高温混凝土窑衬整体性强,气密性好,使用得当,可延长窑炉的使用寿命。
建造窑炉的成本低于耐火砖。
可以充分利用工业废渣,废旧耐火砖,以及一些地方材料和天然材料。
适用范围
已广泛应用于冶金、化工、石油、轻工、建材等行业的热工设备和长期受高温影响的结构,如工业烟囱或烟道内衬、工业窑耐火内衬、高温锅炉基础及外壳、工业窑基础、高炉外壳等。
配合比设计
不同类型的耐热混凝土配合比有不同的设计方法。比如硅酸盐耐热混凝土配合比设计中使用的计算方法比较繁琐,一般采用经验配合比作为初始配合比,然后通过试配调整获得适用的配合比,但数据没有提到其他类型耐热混凝土的配合比设计方法。
第八,注意事项
施工方面
搅拌、运输、浇筑和振捣严格按照施工规范进行,保证混凝土的均匀性和密实性。
注重施工环境温度和湿度的影响,特别是热硬耐热混凝土,要保证适当的加热条件,促进其硬化。
使用方面
选用适当类型的耐热混凝土,根据具体使用温度和环境,避免超温使用导致性能下降。
对耐热混凝土结构进行定期检查和维护,及时发现和处理可能出现的问题。
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