第十九章耐火混凝1
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混凝土耐火设计及应用技术一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料,应用广泛。
在一些需要耐火性能的工程中,混凝土的耐火性能需要得到特别的关注。
本文将从混凝土的材料选用、配合比设计、施工工艺以及检测手段等方面对混凝土的耐火设计及应用技术进行探讨。
二、混凝土材料选用1.水泥水泥是混凝土中的主要胶凝材料,对混凝土的耐火性能有着重要的影响。
对于需要耐火性能的混凝土,应选用高炉矿渣水泥、磷酸盐水泥、硅酸盐水泥等质量较好的水泥。
2.骨料混凝土中的骨料应选用优质的、粒度均匀的骨料。
在需要耐火性能的混凝土中,应选用高铝骨料或硅质骨料。
3.掺合料混凝土中的掺合料包括粉煤灰、矿渣粉等。
在需要耐火性能的混凝土中,应选用高铝粉末等掺合料。
三、混凝土配合比设计混凝土的配合比设计是保证混凝土性能的关键。
在需要耐火性能的混凝土中,应注意以下几点:1.水灰比水灰比是混凝土中水泥用量与水用量的比值。
在需要耐火性能的混凝土中,应选用较小的水灰比,一般不大于0.4。
2.骨料配合比骨料配合比是指混凝土中水泥、骨料、水的配合比。
在需要耐火性能的混凝土中,应注意控制骨料配合比,以保证混凝土的密实性。
3.掺合料用量在需要耐火性能的混凝土中,应注意控制掺合料的用量,以保证混凝土的耐火性能。
四、混凝土施工工艺1.混凝土搅拌混凝土搅拌是混凝土施工过程中的关键环节,应注意以下几点:(1)混凝土搅拌时间不宜过长,以避免水泥的水化反应过度。
(2)混凝土搅拌应均匀,以保证混凝土的一致性。
(3)混凝土的搅拌应注意控制温度,避免过热或者过冷。
2.混凝土浇筑混凝土浇筑是混凝土施工过程中的另一个关键环节,应注意以下几点:(1)混凝土浇筑应均匀,避免出现空鼓或者裂缝。
(2)混凝土浇筑应控制浇筑速度,避免混凝土出现堵塞或者流动不畅。
(3)混凝土浇筑应注意保持一定的湿度,以避免混凝土过度干燥。
3.混凝土养护混凝土养护是混凝土施工过程中的最后一个环节,应注意以下几点:(1)混凝土养护应及时进行,以避免混凝土表面出现龟裂或者开裂。
黑河耐火混凝土施工方案1. 背景介绍耐火混凝土是一种特殊的混凝土材料,具有抗高温、耐火、耐化学腐蚀等特点,广泛应用于一些高温、火灾频发的场所,如冶金、化工、电力等行业。
本文将介绍黑河地区耐火混凝土施工方案,包括材料选择、施工工艺等内容。
2. 材料选择2.1 胶凝材料黑河地区常用的胶凝材料有水泥和矿物掺合料。
水泥是耐火混凝土中最重要的胶凝材料之一,常用的有硅酸盐水泥、耐火泥浆水泥等。
对于耐火混凝土,应选择抗温度变化、耐酸碱腐蚀的水泥。
矿物掺合料可以用于改善混凝土的耐火性能,常用的掺合料有硅灰、石英粉、膨胀剂等。
掺合料的使用能够降低混凝土孔隙率,增加耐火混凝土的致密性和耐火性能。
2.2 骨料骨料是耐火混凝土的主要组成部分之一,常用的骨料有碎石、砂等。
在选择骨料时,应注意选择抗温度变化、耐火的骨料。
同时,骨料的粒径应根据具体施工要求选取,常用的粒径为5mm~20mm。
3. 施工工艺3.1 配料在混凝土搅拌过程中,应按照一定比例将水泥、矿物掺合料、骨料等材料进行配比。
在配料过程中,应严格控制配料水泥用量,以防太多的水泥导致耐火混凝土强度降低。
3.2 施工方式常见的耐火混凝土施工方式有浇筑、喷涂和砌筑。
在选择施工方式时,应根据具体工程要求、施工条件和耐火混凝土的使用环境选择合适的施工方式。
浇筑是最常见的施工方式,适用于大面积、平整的耐火混凝土施工。
喷涂适用于较高、较难到达的部位,可以提高施工效率。
砌筑适用于较小的区域,需要高度精确的施工。
3.3 养护耐火混凝土施工完成后,需要进行适当的养护措施,以保证混凝土的稳定性和性能。
养护过程中,应注意控制温度、湿度,避免混凝土过早干燥和开裂。
4. 施工安全在耐火混凝土施工过程中,应注意施工安全。
施工人员应佩戴防护装备,避免接触有害物质。
同时,应对施工现场进行全面的安全检查,确保施工环境安全。
5. 结束语耐火混凝土施工方案是保证建筑安全和稳定的关键,选择合适的材料和施工工艺可以提高耐火混凝土的性能和耐久性。
混凝土的耐火性能及防火设计混凝土是一种常见的建筑材料,其在建筑中的使用广泛。
然而,在某些情况下,如火灾发生时,混凝土的耐火性能成为一项重要考虑因素。
本文将探讨混凝土的耐火性能以及相关的防火设计原则。
一、混凝土的耐火性能1.1 理论基础混凝土作为非金属材料,其在高温下具有较好的耐火性能。
这主要得益于混凝土内部的水化产物,如氢氧化钙、硅酸钙等,以及矿物骨料的稳定性。
1.2 耐火等级根据国家标准,混凝土的耐火性能可划分为若干等级,如耐火等级为0.5、1、2、3等。
这些等级分别表示混凝土在一定条件下能够承受的火焰温度与时间。
1.3 影响因素混凝土的耐火性能受到多种因素的影响,包括材料成分、水泥种类、配合比、矿物骨料、加气剂等。
其中,水泥种类和配合比在耐火性能中起着关键作用。
二、混凝土的防火设计2.1 材料选择在设计建筑时,应根据实际情况选择具有较好耐火性能的混凝土材料。
一般而言,采用抗火性能较好的耐火混凝土或添加耐火材料的混凝土能够在火灾中保持较高的强度和稳定性。
2.2 结构设计在混凝土结构的设计中,应充分考虑火灾发生时的热膨胀和热应力问题。
这需要合理确定结构的细部构造和布置,以提高其抗火性能。
2.3 防火涂料为进一步提升混凝土的防火性能,可以使用专门的防火涂料进行涂刷。
这种涂料可以在火灾中形成一层保护膜,减缓混凝土的温升速度,延缓其受热破坏。
2.4 防火隔离带在大型建筑物中,应根据需要设置防火隔离带。
这些隔离带可以将建筑物划分为不同的防火区域,减少火灾蔓延的可能性,提高人员疏散和火灾扑救的时间。
三、混凝土耐火设计的案例5.1 建筑结构设计以某高层办公楼为例,其耐火设计方案采用了高性能耐火混凝土。
结构梁柱采用100%覆盖混凝土,地板采用加气混凝土。
此外,防火涂料也被用于部分结构表面。
5.2 防火隔离带设计某商业中心的设计中设置了防火隔离带,将建筑物分为不同的防火分区。
该隔离带采用带有防火涂料的钢构架和耐火墙,以延缓火势蔓延。
混凝土结构的耐火设计与施工要点混凝土结构在建筑工程中被广泛应用,而在某些特殊情况下,如火灾发生时,混凝土结构需要具备良好的耐火性能,以保护建筑物的安全。
在混凝土结构的设计和施工过程中,耐火性被视为重要的考虑因素之一。
本文将介绍混凝土结构的耐火设计与施工要点,以确保在火灾发生时,混凝土结构能够提供足够的耐火保护。
一、耐火设计要点1. 选择适当的混凝土配比:耐火混凝土通常采用特殊的配比设计,增加混凝土的抗火性能。
常见的耐火混凝土配比中,矿渣、火山灰等掺合料的使用可以提高混凝土的耐火性能。
2. 添加耐火材料:在混凝土中添加耐火骨料、耐火纤维等材料,可以有效提高混凝土的抗火性能。
这些耐火材料具有较高的耐高温性能,能够减缓混凝土在高温下的膨胀和开裂。
3. 考虑结构的耐火要求:根据建筑物的用途和火灾风险评估,确定混凝土结构所需的耐火等级。
耐火等级可以根据结构的抗火能力和保护时间来划分,从而确定所需的混凝土配比和厚度。
4. 增加结构保护层:在混凝土结构外部添加保护层,如耐火砖、耐火涂料等,可以提高混凝土结构的耐火性能。
这些保护层能够隔离高温和火灾,降低混凝土的温度升高速率。
二、耐火施工要点1. 施工质量控制:在混凝土结构的施工过程中,要控制好施工质量,确保混凝土的密实性和结实性。
施工中要避免因混凝土不均匀或未完全养护而导致的缺陷,如气孔、裂缝等,这些缺陷会影响混凝土的耐火性能。
2. 防止温度应力:在施工过程中,特别要注意避免温度应力对混凝土结构的影响。
温度应力是由于混凝土在不同温度下收缩或膨胀引起的,容易导致混凝土的开裂,降低其耐火性能。
3. 加强混凝土与保护层的粘结:保护层与混凝土结构之间的粘结性能对混凝土结构的耐火性能至关重要。
在施工过程中,要注意保持混凝土表面的洁净,并使用适当的粘结剂,保证保护层与混凝土的粘结强度。
4. 防火隔离与密封:在混凝土结构的设计和施工中,需要合理设置防火隔离带和防火密封结构,以阻止火灾进一步影响混凝土结构。
徐州耐火混凝土施工方案1. 引言耐火混凝土是一种具有良好耐火性能的建筑材料,广泛应用于各种高温工程,如冶金、石油、化工等工业领域。
本文将介绍在徐州地区耐火混凝土的施工方案。
2. 材料准备在施工之前,我们需要准备以下材料:•水泥:根据项目要求选择合适的水泥,常用的有硅酸盐水泥和铝酸盐水泥。
•砂子:用于拌合水泥,可以选择细砂或粗砂,根据混凝土强度要求和施工环境来选择。
•石子:用于增加混凝土的强度,根据具体项目要求选择合适的石子规格。
•纤维材料:加入适量的耐火纤维可以提高混凝土的耐火性能。
•净水:用于调配混凝土的水。
3. 施工步骤3.1 基础处理首先,需要对施工的基础进行处理,包括清理基础表面的杂物、修复裂缝等。
确保基础表面平整、干净。
3.2 模板安装根据工程要求和设计图纸,安装好混凝土模板,确保模板的位置和尺寸准确无误。
3.3 混凝土拌合将事先准备好的水泥、砂子、石子和纤维材料按一定比例放入搅拌车中进行拌合。
在拌合的过程中,可以适量添加一定比例的净水,以调整混凝土的流动性。
3.4 施工浇筑将拌合好的混凝土倒入模板中,利用振动器进行震实,确保混凝土中没有气孔和空隙。
3.5 平整与养护待混凝土凝固后,可以使用光滑器对混凝土表面进行平整处理。
然后需要进行一定的养护,如覆盖保湿膜、定期喷水等,以保持混凝土的湿润,并加快硬化过程。
4. 施工注意事项在进行耐火混凝土施工时,需要注意以下问题:•安全:施工人员需要具备相关的安全防护意识,佩戴好安全帽、口罩等防护用品。
•施工环境:施工环境要保持干燥、通风,并注意防止风、雨等不利气象条件对施工造成影响。
•协作配合:施工人员需要紧密协作,保持良好的沟通与配合,确保施工进度和质量。
•施工工具:使用合适的施工工具和设备,确保施工顺利进行。
•养护措施:施工后需要及时进行养护措施,保持混凝土的湿润状态,避免开裂等问题的发生。
5. 结论通过合理的施工方案和注意事项,徐州地区的耐火混凝土施工可确保施工质量和工程效果。
论链条炉排锅炉中耐火混凝土的施工1摘要:在链条炉排锅炉上,均布置前拱、后拱。
对於燃用不同燃料的锅炉,其前、后拱的倾角、高度和长度均有所不同。
但不论什么方式的前、后拱,其所起的作用是相反的,就是使熄灭室内气体充沛混合,使燃料及时着火、熄灭,以利于燃料的燃尽。
前、后拱的上述作用,与其结构方式、砌筑质量等有直接关系,应予以足够的注重。
关键词:链条炉排锅炉前拱、后拱耐火混凝土配比施工一、炉拱的资料1.炉拱资料的功用要求炉拱资料有特定的要求,一是耐高温性。
由于炉拱临时在高温下任务,与高温烟气、高温灰渣、火焰直接接触,这就要求炉拱的资料具有足够的耐高温而不被熔化的功用,同时具有接受灰渣的腐蚀才干。
二是热震动摇性。
在锅炉启动升到满负荷运转时,因操作不当,能够升温过快,或在正常满负荷时突然停炉,此时,前、后拱的温度变化很大。
由于急冷急热,炉拱外部发生的内应力会惹起拱的损坏。
影响热震动摇的主要要素有线收缩系数和导热系数。
线收缩系数较小的资料具有较高的热震动摇性。
导热系数较大的资料在温度突变时具有较强的吸热与放热才干,可增加拱的内应力,那么热震动摇性就好。
三是耐火资料的强度要求。
在锅炉运转时,炉内存在着因熄灭不动摇而惹起的压力的动摇,甚至发作爆燃、〝打炮〞,炉拱瞬间遭到很大的压力,因此资料要有一定的强度。
四是抗渣性。
在高温下抵抗熔渣化学、物理作用的功用,选择资料应留意到这特性。
五是资料的容重。
资料的容重直接关系到炉拱的承载才干、资料的导热功用和耐压强度。
综合以上所说,砌筑炉拱的资料耐火度必需在1650℃以上,临时运用温度在1100~1400℃,且线收缩系数小,导热功用好,热震动摇性强,具有一定的机械强度的耐火混凝土或耐火砖。
二.耐火混凝土的种类和耐火度的选择1.耐火混凝土的种类通常以胶结料的不同而称为硅酸盐耐火混凝土;铝酸盐耐火混凝土;水玻璃耐火混凝土;磷酸盐耐火混凝土和镁质耐火混凝土等。
耐火混凝土的耐火度是与胶结料和掺和料的粒度和配比有关的。
第十九章耐火混凝土第一节概述作为特种混凝土材料之一的耐火混凝土,是一种不经煅烧的新型耐水材料。
耐火混凝土不同于耐热混凝土,指的是短时间内暴露在900℃以上的温度中,没有反覆加热的情况,并在高温作用下保持所需要的物理力学性能的特种混凝土。
一、耐火混凝土的定义及特点(一)定义耐火温凝土是由适合的胶凝材料(或加入外加剂)、耐火骨料(包括掺入磨细的矿物掺合材料)和水(或其液体)按一定比例组成,经搅拌、成型、养护而获得的耐火度高达1500℃以上的混凝土。
(二)特点耐火混凝土主要代替耐火砖用于工业窑炉上。
在窑炉的膛壁或主体结构上使用耐火混凝土征收耐火砖相比,其优点是生产工艺简单,能预制成大块,施工效率高,易于满足异形部位施工和热工要求,维修费用少,使用寿命长,成本低廉,其应用日益广泛,现已成为不定形耐火材料的一个重要品种。
二、耐火混凝土的分类耐火混凝土种类繁多。
一般来说,根据胶凝村料、耐火骨料的性质及松堆密度,耐火混凝土可分为以下诸类:(一)按胶凝材料分类耐火混凝土根据胶凝材料的凝结条件(或结合剂种类)不同,分为以下三类:1.水硬性耐火混凝土(或水泥结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥、低钙铝酸盐水泥和铝-60水泥;粗骨料为碎粘土熟料、红砖、铬铁矿、矿渣和安山岩等;掺合材料为磨细铬铁矿、镁砖、烧结镁砂、粘土熟料、浮石、粉煤灰、铝铬渣份和硅藻土等。
这种耐火混凝土使用温度在1200℃以下,如用矿渣硅酸盐水泥及耐火度低的骨料和掺合材料所配制的耐火混凝土,其使用温度不超过900℃。
2.火硬性耐火混凝土(或粘土结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为高铝水泥、低钙铝酸盐水泥、纯铝酸钙水铝、工业磷酸或磷酸铝;粗细骨料及磨细掺合材料均为碎镁砖、烧结镁砂、烧焦宝石、矾土、镁铁、高铝质耐火材料、锆英石和粘土熟料等。
这种耐火混凝土具有高温韧性强、耐磨性好、耐火度高等特点,在低温、中温和高温作用下都具有良好力学性能。
耐火混凝土配合比设计及介绍什么是耐火混凝土?耐火混凝土是一种特殊的建筑材料,具有优异的耐高温和耐磨损性能。
它由水泥、耐火骨料和其他添加剂组成,用于各种耐火构筑物的制作,如炉窑、烟囱和热处理设备等。
耐火混凝土配合比设计的重要性耐火混凝土的性能取决于其配合比的设计,因此合理的配合比设计对于耐火构筑物的性能至关重要。
一个良好的配合比应该确保耐火混凝土具有足够的强度、耐火性能和耐磨损性能。
耐火混凝土配合比设计的步骤1. 确定耐火混凝土的使用环境和要求:首先需要确定耐火混凝土将被暴露在何种温度、压力和化学环境下,以及所需的强度和耐火性能等要求。
2. 选择合适的水泥和耐火骨料:根据使用环境和要求,选择合适的水泥类型和耐火骨料,以确保耐火混凝土的性能。
3. 确定配合比比例:根据所选择的水泥和耐火骨料,通过试验和经验确定合适的配合比比例。
配合比的决定应考虑到混凝土的流动性、工作性能和最终的硬化特性。
4. 添加其他添加剂:根据需要,可以添加适量的其他添加剂,如增塑剂、减水剂、改性剂等,以改善耐火混凝土的工作性能和耐火性能。
5. 进行试验和评估:根据确定的配合比,进行小样试验和评估,以验证耐火混凝土的性能是否符合要求。
总结耐火混凝土配合比的合理设计是确保耐火构筑物性能的关键。
通过仔细考虑使用环境和要求,并进行试验和评估,可以制定出满足需求的配合比。
在设计耐火混凝土配合比时,应保持独立决策,充分发挥作为一个学得法硕士的优势,追求简单策略,避免法律复杂性。
切勿引用无法确认的内容。
以上是对耐火混凝土配合比设计及介绍的简要描述。
第十九章耐火混凝土第一节概述作为特种混凝土材料之一的耐火混凝土,是一种不经煅烧的新型耐水材料。
耐火混凝土不同于耐热混凝土,指的是短时间内暴露在900℃以上的温度中,没有反覆加热的情况,并在高温作用下保持所需要的物理力学性能的特种混凝土。
一、耐火混凝土的定义及特点(一)定义耐火温凝土是由适合的胶凝材料(或加入外加剂)、耐火骨料(包括掺入磨细的矿物掺合材料)和水(或其液体)按一定比例组成,经搅拌、成型、养护而获得的耐火度高达1500℃以上的混凝土。
(二)特点耐火混凝土主要代替耐火砖用于工业窑炉上。
在窑炉的膛壁或主体结构上使用耐火混凝土征收耐火砖相比,其优点是生产工艺简单,能预制成大块,施工效率高,易于满足异形部位施工和热工要求,维修费用少,使用寿命长,成本低廉,其应用日益广泛,现已成为不定形耐火材料的一个重要品种。
二、耐火混凝土的分类耐火混凝土种类繁多。
一般来说,根据胶凝村料、耐火骨料的性质及松堆密度,耐火混凝土可分为以下诸类:(一)按胶凝材料分类耐火混凝土根据胶凝材料的凝结条件(或结合剂种类)不同,分为以下三类:1.水硬性耐火混凝土(或水泥结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥、低钙铝酸盐水泥和铝-60水泥;粗骨料为碎粘土熟料、红砖、铬铁矿、矿渣和安山岩等;掺合材料为磨细铬铁矿、镁砖、烧结镁砂、粘土熟料、浮石、粉煤灰、铝铬渣份和硅藻土等。
这种耐火混凝土使用温度在1200℃以下,如用矿渣硅酸盐水泥及耐火度低的骨料和掺合材料所配制的耐火混凝土,其使用温度不超过900℃。
2.火硬性耐火混凝土(或粘土结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为高铝水泥、低钙铝酸盐水泥、纯铝酸钙水铝、工业磷酸或磷酸铝;粗细骨料及磨细掺合材料均为碎镁砖、烧结镁砂、烧焦宝石、矾土、镁铁、高铝质耐火材料、锆英石和粘土熟料等。
这种耐火混凝土具有高温韧性强、耐磨性好、耐火度高等特点,在低温、中温和高温作用下都具有良好力学性能。
如采用铝酸盐水泥配制火硬性耐火混凝土,其使用温度分别为1400℃(高铝水泥)、1600℃(钙铝酸盐水泥)、1800℃(纯铝酸登上水泥)。
如采用磷酸盐,其极限使用温度可达1500-1700℃。
3.气硬性耐火混凝土(或化学结合耐火混凝土)此耐火混凝土所用胶凝材料为水玻璃(Na20·nsi02),并用氟硅酸钠(Na2SiF6)作固化剂;粗细骨料为碎铬铁矿、镁砖、铬镁砖、烧结镁砂、粘土熟料、石英砂、滑石、焦宝石、镁橄榄石和安山岩等;磨细掺料为粘土熟料、石英砂、镁砂、滑石和安山岩等。
这种耐火凝土的最高使用温度为1200℃。
(二)按骨料矿物成分分类按粗细骨料的化学成分及矿物组成不同,耐火混凝土分为以下三类:1.铝质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为A12O3,如高铝质耐火材料其含量大于60%。
这种混凝土的特点是耐火度都比较高,一秀都在1800℃以下,甚至更高。
2.硅质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为Si02,如石英砂、焦宝石等含量都较多。
这种混凝土的耐火度一般都在1200℃以下。
3.镁质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为Mgo,如镁铁矿、镁砖、镁砂等。
这种混凝土的耐火度一般在800℃以下。
(三)按堆密度分类按堆密度的大小不同,耐火混凝土分为以下两类。
1.普通耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料系指一般的石材,如河卵石、石灰岩、碎石等,骨料的松堆密度都较大。
2.轻质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料系指天然轻骨料(如浮石等)、(人造轻骨料)(如陶粒、珍珠岩等)及工业废渣轻骨料(如煤渣、粒化高炉矿渣等),骨料都较轻,松堆密度小。
耐火混凝土的种类表19-1(四)按用途分类耐火混凝土按其用途不同分类见表19-1。
第二节耐火混凝土的原材料选择耐火混凝土的原材料主要有胶凝材料和耐火骨料,主要原材料的性质决定了耐火混凝土的特性和用途。
如能合适地选用材料。
则混凝土能圆满地用于高温的窑炉设备中,可代替耐火砖用于需要复杂形状或用于整体结构中。
为了获得性能良好的耐火混凝土,对原材料应有严格的要求,特别是对水泥和骨料的耐火性需作选择(表19-1),并应根据耐火混凝土处于酸、碱或中性的同使用环境条件,采用与之相适应的原材料。
一、胶凝材料和胶结材料配制耐火混凝土所用的水泥胶凝材料有硅酸盐类水泥和铝酸类水泥两类。
1.硅酸盐类水泥(1)水泥性能:常用的硅酸盐类水泥有硅酸水泥、普通硅酸水泥和矿渣硅酸盐水泥。
其性能除应符合国家标准规定和各项技术指标外,水泥中不得含有石灰类杂质,矿渣硅酸盐水泥中其矿渣掺量不得大于50%。
所有水泥的标号不得低于325号。
①硅酸盐水泥其强度指标见表19-2。
硅酸盐水泥强度指标表19-2②普通硅酸盐水泥其强度指标见表19-3③矿渣硅酸盐水泥其强度指标见表19-4(2)改善水泥耐火性的措施:欲改善硅酸盐类水泥的耐火性能和提高耐火混凝土的耐火温度,通常采用掺混合材料的方法。
①为了改善硅酸水泥和普通硅酸盐水泥的耐火性能,在硅酸盐水泥中就适量掺入磨细的矿物掺料。
因为水泥在水化过程中产生的Ca(OH)2在400-595℃高温下将脱水变成CaO,体积收缩。
但是混凝土受热后再冷却时,CaO吸收空气中的水分而消解,产生体积膨胀,从而导致水泥石开裂。
硅酸盐水泥的矿物经水化后,在正常养护条件下,最大的Ca(OH)2析出量约为10%。
为了结合这些Ca(OH)2,约需要12%左右(占水泥用量)的SiO2或27%的粘熟料。
普通硅酸盐水泥的强度指标表19-3矿渣硅酸盐水泥强度指标表19-4②硅酸盐水泥石中水化硅酸二钙的最大含量约为40%。
欲使硅酸盐水泥配制的水硬性耐火混凝土在高温下不会引起强度剧烈降低,需再掺入适量的SiO2a或粘土熟料的磨细掺料,这种掺料均匀分布在水泥石中,能加速Ca(OH)2及水化硅酸二钙与粘土熟料或SiO2a的固相反应,生成无水的硅酸钙和铝酸钙,关可减少凝胶体脱水收缩。
此外,为了消除游离Ca(OH)2结合生成熔点为1880℃的亚铬酸一钙。
而菱镁矿在高温时不会与硅酸盐水泥石中的矿物起作用而成为高耐火度的方镁石颗粒。
水泥在高温时的熔融物覆盖于方镁石颗粒表面,起着固相颗粒间胶粘剂的作用。
这样,能有效地提高混凝土的耐火度和荷量软化点,并减少高温的烧缩。
2、铝酸盐类水泥(1)高铝水泥:又称巩土水泥,其矿物组成是以铝酸钙为主,氧化铝含量约50%的熟料,磨制而成的水硬性胶凝材料。
其强度指标见表19-5,它是一种硬化很快,但凝结时间正常的水泥,其3d龄期强度可达最大强度值的100%左右或达到水泥标号(28d龄期强度值)。
水泥在常温下与水化合反应进行得很快且很剧烈,同时有大量热量放出。
水泥常温水化产物处在亚稳状态,随着时间的推移,这些水化物要向形成稳定的水化物方向转化。
化泥的水化物在高温下分解后可以生成瓷质的材料(二次莫来石),具有良好的耐热性,再与耐火骨料结合则可配制成性能极好的不定形的耐火材料——耐火混凝土。
高铝水泥的强度指标表19-5高铝水泥是一种相当不纯的铝酸钙混合物,含有许多铁、二氧化硅和铝酸一钙(CA)。
(2)高铝水泥-60:以倒焰窑生产,水泥的化学成分中A12O3≥60%,耐火度为1520-1550℃,强度见表19-6。
高铝水泥-60的强度指标(实例)表19-6(3)高铝水泥-65:应符合JC236-81《高铝水泥-65》的有关要求。
它是以铝酸钙为主要矿物组成,氧化铝含量约为65%的熟料,磨细制成的水硬性胶凝材料。
其强度和耐火度指标见表19-7。
高铝水泥–65的强度和耐火度指标表19-7(4)纯铝酸钙水泥:水泥化学成分中A12O3含量为70%-75%,耐火度为1730-1750℃,其强度指标见表19-8。
纯铝酸钙水泥的强度指标(实例)表19-8(5)超高铝水泥:水泥化学成分中A12O3含量约为80%,耐火度1770-1790℃,其强度指示见表19-9。
这是一种非常纯净的铝酸钙水泥,仅含有CA、C3A5和C12A7用于很高温度下。
超高铝水泥的强度指示(实例)表19-9(二)粘土胶结材料粘土胶结材料属于陶瓷胶结材料的一种,应用最为广泛。
(1)粘土胶结材料所用的粘土为软质粘土(又称结合中粘土),能在水中分散,可塑性良好,烧结性能优良。
(2)粘土技术指标参考《软质及半软质粘土》《YB2213-78》中有关规定,见表19-10。
粘土技术指标规定表19-10(三)化学胶结材料配制耐火混凝土所用化学胶结材料通常有水玻璃和磷酸盐两类。
1、水玻璃水玻璃又称泡花碱,是由碱金属硅酸盐组成的,其化学分子通式为R2O·nSiO2(参见第十四章水玻璃耐酸混凝土)。
工业氟硅酸钠的含量不应于90%,其掺量一般为10%-12%左右。
配制耐火混凝土常用的是液体钠水玻璃,其技术条件见表19-11。
2、磷酸盐磷酸盐的种类很多,在耐火混凝土中普遍应用磷酸铝。
磷酸铝溶液通常是用活性较大的工业氢氧化铝与磷酸反应而制得,其化学反应产物为:磷酸二氢铝(A12O3·3P2O5·6H2O)、磷酸一氢铝(A12O3·3P2O5·6H2O)和磷酸铝(A12O3·P2O5)。
名种磷酸铝的化学组成列于表19-12。
目前,更为普通的是直接采用磷酸配制耐火混凝土。
磷酸胶结材料一般由工业磷酸调制而成,磷酸浓度是决定耐火混凝土耐高温性能的重要因素。
磷酸有三种:正磷酸(H3 PO4)、水玻璃的技术条件表19-11酸铝的化学组成表19-12磷磷酸稀释加水表19-13二、耐火骨料配制耐火混凝土的骨料包括粗骨料(粒径≥mm)、细骨料(0.15-5mm)和粉料(粒径≤0.88mm)。
粗细骨在耐火混凝土组成中用量最多,起骨架作用,因其化学组成的不同,决定或显著影响混凝土的高温性能和适用范围。
粉料除起着填充空隙、改善施工性能和保证密实度的作用外,有时可与某些胶结材料发生反应,使耐火混凝土具有强度或其实它性能。
(一)耐火骨产的要求用作耐火混凝土的骨料,主要是耐火性能较高的岩石和废砖经破碎后的碎石、碎砂和粉料。
1、骨料粒度骨料粒度对耐火混凝土性能有明显影响。
如荷载软化点随骨料的临界粒度而变化,颗粒加大,荷载软化的始点温度提高。
这是因为太颗粒的骨料的高温作用下不易变形的缘故。
当临界粒度增大到7mm时,其荷载软化点虽然较高,但压制成型性能差,容易缺角掉棱,烘干强度也低。
因此,对压制成型的磷酸高铝耐火混凝土,临界粒度一般以3-5mm为宜。
耐火混凝土在加热至高温后,其强度降低的主要原因之一,是由于胶凝材料与骨料之间绝对变形不同而产生的应力引起的。
为了减少强度的降低,采用较小颗粒的骨粒也具有一定的效果。
2、骨料级配颗粒的级配组成,一般都采用混合粉碎后的自然级配。