淺析耐熱混凝土的應(yīng)用與質(zhì)量控制

黨金平

(陜西紅旗海豐混凝土有限公司，710025)

淺析耐熱混凝土的應(yīng)用與質(zhì)量控制

黨金平

(陜西紅旗海豐混凝土有限公司，710025)

本文圍繞耐熱混凝土的應(yīng)用與質(zhì)量控制，就對(duì)耐熱混凝土作用機(jī)理、原料選擇、配合確定、施工控制等問(wèn)題進(jìn)行探討，希望能夠?qū)δ蜔峄炷翍?yīng)用工程起到指導(dǎo)和借鑒作用。

耐熱混凝土；應(yīng)用；質(zhì)量控制

一、引言

耐熱混凝土是指在200～1300℃高溫的長(zhǎng)時(shí)間作用下，仍然具有良好的耐急冷急熱性，仍然不會(huì)發(fā)生干縮變形的特種混凝土，常用于工業(yè)窯爐、高爐外殼及煙囪等耐熱建筑。

就普通混凝土而言，隨著環(huán)境溫度的升高，混凝土的強(qiáng)度逐漸增大在一定程度上就會(huì)出現(xiàn)惡果，所以，在建筑施工中，明確要求當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境溫度超過(guò)200℃的時(shí)候，必須使用耐熱混凝土。

二、耐熱混凝土的原料與配比選擇

1、原料的選擇

耐熱混凝土的特點(diǎn)就是耐高溫性，原料的選擇是保證其性能的基礎(chǔ)。耐熱混凝土的原料主要包括：膠結(jié)料、骨料、摻合料和混凝土添加劑。

(1)膠結(jié)料

膠結(jié)料主要有五種，①硅酸鹽膠結(jié)料：主要是礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、水玻璃，其最高耐受溫度為700—800℃。②鋁酸鹽膠結(jié)料：主要是高鋁水泥和純鋁酸鈣水泥，其最高耐受溫度為1200—1600℃。③礬土膠結(jié)料：用礬土水泥配制，其最高耐受溫度為1730℃。④硫酸鹽膠結(jié)料：把硫酸鹽水解成堿式鋁鹽，然后形成氫氧化鋁膠體，經(jīng)凝結(jié)硬化之后，用作膠結(jié)料，當(dāng)溫度超過(guò)700℃，氫氧化鋁膠體迅速變成致密結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度隨溫度提高而提高。⑤磷酸鹽膠結(jié)料：磷酸鹽膠結(jié)料在常溫下不顯現(xiàn)膠結(jié)性，當(dāng)環(huán)境溫度升高之后，磷酸鹽陸續(xù)發(fā)生分解-聚合反應(yīng)，產(chǎn)生粘附作用，將骨料粘結(jié)在一起而獲得強(qiáng)度。其最高耐受溫度為1600—1700℃。

對(duì)膠結(jié)料的使用，必須遵守用量標(biāo)準(zhǔn)，否則，過(guò)多的膠結(jié)料會(huì)造成混凝土荷重軟化，耐熱性能降低；若是膠結(jié)料使用過(guò)少，會(huì)造成耐熱混凝土的密實(shí)性降低，強(qiáng)度降低。

(2)骨料

在耐熱混凝土材料總量中，骨料約占80%以上，是影響耐熱混凝土性能的最主要因素。在選擇骨料的時(shí)候，要遵循以下幾方面的原則：①選擇抗熱性，良好的骨料，優(yōu)化骨料的級(jí)配。②注意骨料與膠結(jié)料的比例搭配，骨料過(guò)少，膠結(jié)料用量過(guò)大，混凝土容易出現(xiàn)荷重軟化現(xiàn)象，導(dǎo)致耐熱性能降低；骨料過(guò)多，膠結(jié)料用量過(guò)少，混凝土的和易性變差，難以成型，密實(shí)性不夠，空隙率大，遭受高溫時(shí)容易出現(xiàn)分層脫落的現(xiàn)象。③選擇合適的骨料粒徑，粒徑過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致混凝土工作性變差，難以滿(mǎn)足施工要求；粒徑過(guò)大，致使攪拌不均勻，導(dǎo)致混凝土和易性變差，密實(shí)性降低。

目前常用的骨料主要包括：碎黏土磚、黏土熟料、碎耐火磚、天然輕骨料、工業(yè)廢渣輕骨料、人造輕骨料。這些材料都具有輕質(zhì)、隔熱、保溫、耐火等特點(diǎn)。

(3)混凝土添加劑

混凝土添加劑有萘系、羧酸系和木鈣系，按照主要功效，可以分為高效減水劑、緩凝減水劑、早強(qiáng)減水劑和防凍劑，為了施工方便，現(xiàn)在的添加劑往往具有具有多重性，能夠有效改善混凝土和易性、減少水泥使用量，提高混凝土強(qiáng)度與耐久性。

(4)摻合料

隨著化工技術(shù)的進(jìn)步，目前摻合料可以代替部分水泥，既可以增強(qiáng)耐熱混凝土的強(qiáng)度與耐久性，還可以更加有效地利用工業(yè)廢料，變廢為寶。常用的摻合料包括：粉煤灰、礦渣超細(xì)粉、SiO2微粉。

①粉煤灰

粉煤灰來(lái)自燃煤熱電廠鍋爐煙氣，其顆粒多呈球形，表面光滑。按照粒徑、活性指數(shù)、密度、燒失量、流動(dòng)比、有害雜質(zhì)等分作不同等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一般選用I級(jí)或Ⅱ級(jí)粉煤灰。

粉煤灰的強(qiáng)度雖然小于純水泥的強(qiáng)度，但是在養(yǎng)護(hù)后期，其混合強(qiáng)度會(huì)不斷增長(zhǎng)，最后將超過(guò)純水泥的強(qiáng)度。在施工環(huán)境溫度較低的情況下，實(shí)施粉煤灰施工有利于提高其性能。

②礦渣超細(xì)粉

礦渣超細(xì)粉來(lái)自煉鐵廠的礦渣，將礦渣烘干、研磨后，可以制成用于耐熱混凝土的超細(xì)粉末。礦渣超細(xì)粉顆粒呈多面體型，也是按照粒徑、活性指數(shù)、密度、燒失量、流動(dòng)比、雜質(zhì)等分作不同等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)施工溫度較低時(shí)候，其用量不能過(guò)大。

③SiO2微粉

SiO2微粉來(lái)自硅鋼、硅粉、半導(dǎo)體硅等的冶煉，在治理冶煉尾氣的時(shí)候，從煙塵中收集SiO2微粉，SiO2微粉顆粒多呈球形，表面光滑，多用于配制特高強(qiáng)耐熱混凝土，在配制的時(shí)候需添加高效減水劑。

2、配比的確定

在對(duì)耐熱混凝土的原料進(jìn)行配比的時(shí)候，要遵守3個(gè)原則：①原料配比所要達(dá)到的混凝土強(qiáng)度必須滿(mǎn)足工程施工要求。②在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，配制的混凝土應(yīng)具有合適的流動(dòng)性與良好的工作性。③混凝土成品必須具備合格的耐熱性與耐久性。

在實(shí)施配比的時(shí)候，可以采取以下有效方法：①在允許的情況下盡量降低單位用水量，可以降低混凝土的孔隙率，提高其密實(shí)性，保證混凝土成品的強(qiáng)度。②在允許的情況下減少水泥用量，可以降低混凝土的水化熱，可以降低水泥漿體收縮時(shí)產(chǎn)生的裂縫危害，可以提高混凝土的荷重軟化指標(biāo)與耐火性能。③施工的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)施工環(huán)境溫度與成品適用溫度選擇水泥的標(biāo)號(hào)。④根據(jù)施工工藝、施工溫度、工程位置，確定骨料、膠結(jié)料等，確定原料的添加數(shù)量與添加比例。⑤根據(jù)成品所需性能、施工工藝，選用與膠結(jié)料最具適應(yīng)性的混凝土添加劑，可以進(jìn)一步增加混凝土性能。

三、耐熱混凝土的應(yīng)用

1、制作中的應(yīng)用

在制作過(guò)程中，要準(zhǔn)確配料，均勻攪拌，要注意澆筑前的延時(shí)坍落度；在運(yùn)輸過(guò)程中，要保證拌和物的和易性，杜絕離析現(xiàn)象；在經(jīng)過(guò)運(yùn)輸車(chē)長(zhǎng)途運(yùn)輸之后，在澆筑的時(shí)候應(yīng)該先攪拌均勻。

2、建設(shè)施工中的應(yīng)用

在施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵照施工工藝與工序進(jìn)行施工，振搗不能過(guò)分，以免出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，以確?；炷聊Y(jié)均勻；為了徹底避免出現(xiàn)表面裂縫，必須考慮木模板的吸水性，在初凝的時(shí)候，盡量在表面采用二次振搗或抹面，以免產(chǎn)生早期收縮裂縫；當(dāng)氣溫驟降的時(shí)候，需要及時(shí)清除表面積冰。

3、養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

在后期養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，為了保證足夠的濕度與合適的溫度，必須及時(shí)覆蓋，每天數(shù)次澆水；當(dāng)氣溫較低的時(shí)候，應(yīng)該延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間；當(dāng)拆除模板的時(shí)候，需要按照拆除的先后順序進(jìn)行，先拆只起固定成型作用，待凝固成型可以承重以后，再拆起支撐荷載作用的模板；在混凝土完全凝結(jié)之前，不要在上面加載荷載，以免產(chǎn)生應(yīng)力裂縫。

四、結(jié)論

總之，耐熱混凝土作為一種重要的耐熱材料，隨著各種特殊用途的建筑工程的發(fā)展，必定會(huì)在其中發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

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[2]張慧愛(ài).耐熱混凝土的質(zhì)量控制[J].耐火材料,2010(4).

[3]李會(huì),楊榮俊.耐熱混凝土的配制與應(yīng)用[J].混凝土,2011(6).

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1007-6344（2015）06-0040-01