耐热混凝土配合比设计及性能检验规程.pdf

第 １ 页 共 12 页耐热混凝土配合比设计及性能检验规程1 总则针对武钢冶金建筑工程的需要，编制该规程本规程中的耐热混凝土指用普通硅酸盐水泥（或硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥） 、耐热粗细骨料、 耐热掺和料、 水以及根据需要选用合适混凝土外加剂搅拌均匀后采用振动成型的混凝土，它能够长时间承受200～1300℃温度作用，并在高温下保持需要的物理力学性能该混凝土不能使用于酸、碱侵蚀的部位2 原材料要求根据耐热温度高低 ，温度变化的剧烈程度选用原材料的品种2.1 水泥2.1.1硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥应相应符合国标GB175-1999 、GB1344-1999 、GB201-2000的要求对于高炉基础耐热混凝土使用的水泥，应压蒸安定性合格2.1.2对耐热温度高于700℃的混凝土，水泥中不能掺石灰岩类混合材低于 700℃时，掺量亦不能超过5% 2.1.3 硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥的最高使用温度为1200℃，矿渣水泥的最高使用温度为700℃，且磨细水淬矿渣含量不大于50% ，铝酸盐水泥最高使用温度为1400℃2.1.4 每立方米耐热砼中的水泥用量不应超过450kg。

2.2 掺和料第 ２ 页 共 12 页2.2.1 使用温度大于 350℃的耐热砼，应掺加耐热掺和料2.2.2常用的耐热掺和料有粘土熟料、铝矾土熟料、粘土砖粉、粉煤灰（不低于Ⅱ级）等其技术要求见表1：表 1 耐热砼用掺和料技术要求序号种类混合材细度 0. 08mm 筛 余 （% ）化学成分（ % ）Al2O3 CaO Fe2O3 SO3 烧失量1 粘 土 质粘土 熟料≤30 ≥30 ≤5.5 ≤0.3 粘土 砖≤30 ≥30 2 高 铝 质高铝 砖≤30 ≥65 矾土 熟料≤30 ≥48 3 粉 煤 灰≤15 ≥20 ≤4 ≤8 4 高炉 矿渣≤4.5 注：掺和料含水率不得大于1.5%2.3 粗细骨料2.3.1耐热砼不宜采用石英质骨料如砂岩、石英等应选用粘土熟料、铝矾土熟料、耐火砖碎料、粘土砖碎料、高炉重矿渣碎石、安山岩、玄武岩、辉绿岩等且高炉重矿渣碎石、安山岩、玄武岩、辉绿岩仅限于温度变化不剧烈的部位2.3.2 骨料的燃烧温度不低于1350～1450℃第 ３ 页 共 12 页2.3.3对于已用过的粘土砖，应除去表面熔渣和杂质，且强度应大于10MPa 高炉重矿渣应具有良好的安定性，不允许有大于25mm 的玻璃质颗粒。

2.3.4 一般粗骨料粒径不得大于20mm ，在钢筋不密的厚大结构中不应大于 40mm 2.3.5 骨料中严禁混有有害杂质，特别是石灰岩类碎块等2.3.6 对于温度低于 350℃，可使用河砂低于700℃，温度变化不剧烈时，优先选用高炉重矿渣骨料2.3.7高炉重矿渣碎石、安山岩、玄武岩、辉绿岩粗细骨料的级配应符合 GB/T14684-2001《建筑用砂》、GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石要求》高炉重矿渣碎石还应符合YBJ205-84 《混凝土用高炉矿渣碎石技术标准》的要求粗骨料最大粒径不宜超过31.5mm ，最佳不超过 25mm 粘土质及高铝质骨料的颗粒粒级，级配及化学成分要求见下表：表 2 耐热砼骨料的技术性质序号骨料种类骨料颗粒级配（按累计筛余计% ）化学成分粗骨料颗粒（ mm ）细骨料颗粒（mm ）Al2O3CaO Fe2O3SO326.5 9.50 4.75 4.75 1.18 0.60 1 粘土质粘土熟料0～5 30～60 90～100 5～10 20～55 90～100 ≥ 30 ≤5.5 ≤0.3 粘土砖≥ 30 2 高铝质高铝砖≥ 65 矾土熟料≥ 48 第 ４ 页 共 12 页2.4 拌合水符合 JGJ63-89《普通砼拌合用水标准》 。

2.5 外加剂2.5.1 符合 GB8076-1997 《普通砼用外加剂》2.5.2 应通过试配符合耐热砼的各种指标要求3 耐热砼配合比设计和试配耐热砼的配合比不但要满足耐热性能的要求，同时必须满足强度和施工和易性的要求在设计耐热砼配合比时，应根据极限使用温度和使用条件，选定合适的原材料，然后在参考经验配合比的前提下通过调整胶结材的用量、水灰比、骨料级配、掺和料及外加剂，并经过试验，从而优选出保证砼耐久性的经济、可靠配合比3.1 胶结材的用量一般情况下，骨料的耐热性能比胶结料好，当胶结料的用量超过一定范围时，随着胶结料用量的增加耐热性能将降低，因此在满足施工和易性和常温强度的要求下，尽可能减少胶结料的用量水泥用量一般可控制在砼总重量10～20% 范围内对荷重软化点和耐热度要求较高，而常温强度要求不高的水泥耐热砼， 水泥用量可控制在10～15%以内3.2 水灰比水灰比的增减对强度和残余变形的影响较显著在施工条件允许的前提下，应尽量减少用水量， 降低水灰比，一般坍落度应小于20mm 对于坍落度要求较大的耐热混凝土，必须掺用高效减水剂等外加剂第 ５ 页 共 12 页3.3 掺和料用量掺和料可以改善砼的耐高温性能，提高施工和易性，同时还可以减少水泥用量。

因此，对常温要求强度不高的耐热砼，掺和料用量可多些一般为水泥用量的30～100% 3.4 骨料级配及砂率骨料级配应满足2.3.7 的要求，细骨料占骨料总量的40～60% 3.5 以经验配合比为初始配合比，进行试配，调整确定基准配合比3.6 经验配合比见表 3表 3 耐热砼经验配合比项次种类极限温度（℃）耐热砼材料组成及用量配合比（ kg/m3）强度等级适用范围胶凝材料掺合材料粗细骨料1 普通水泥耐热砼700 普通水泥（300～400）水渣、粉煤灰（150～300）高炉重矿渣、 红砖、安山岩、玄武岩（1300～1800）C15 温度变化不剧烈、无酸碱侵蚀的工程900 普通水泥（300～400）耐热度不低于1670℃的粘土熟料、粘土砖 （150～300）耐热度不低于1610℃的粘土熟料、粘土砖（1400～1600）C15 无酸碱侵蚀的工程1200 普通水泥（300～400）耐热度不低于1670℃的粘土熟料、粘土砖、矾土熟料（150～300）耐热度不低于1670℃的粘土熟料、粘土砖、矾土熟料（1400～1600）C20 无酸碱侵蚀的工程第 ６ 页 共 12 页2 矿渣水泥耐热砼700 矿渣水泥（300～400）耐热度不低于1670℃的粘土熟料、粘土砖高炉矿渣、 红砖、安山岩、玄武岩（1400～1900）C15 无酸碱侵蚀的工程900 矿渣水泥（350～450）水渣、粘土熟料、粘土砖（ 0～200）耐热度不低于1670℃的粘土熟料、粘土砖C15 温度变化不剧烈、无酸碱侵蚀的工程3 铝酸盐水泥耐热砼1300 高铝水泥（300～400）耐热度不低于1730℃的粘土熟料、矾土熟料 150（～ 300）耐热度不低于1730℃粘土砖、矾土熟料、高铝砖（1400～1700）C20 宜用于厚度小于400mm 结构、无酸碱侵蚀的工程3.7 耐热砼试配3.7.1 原材料称量及成型应符合GB/T50081-2002《普通砼力学性能试验方法标准》的要求。

3.7.2拌制水泥耐热砼时，水泥和掺和料必须预先拌合均匀，约拌2min3.7.3 耐热砼的养护应遵守以下规定：成型完后应在15～25℃的潮湿环境中养护，其中普通水泥（硅酸盐水泥）耐热砼养护不少于7d，矿渣水泥耐热砼不少于14d；铝酸盐水泥耐热砼不少于3d4 耐热砼的检验项目和技术要求用于检验耐热砼质量的试件，应在砼的浇筑地点随机抽取取样与试件留置应符合下列规定：1>每拌制 100 盘且不超过 50m3的同配合比的砼取样不得少于一次；2>每工作班拌制的同一配合比的砼不足第 ７ 页 共 12 页100 盘时，取样不得少于一次； 3>一次连续浇筑超过500m3时，同一配合比的砼每 100m3取样不得少于 1 次；4>取样组数见表 4表 4 耐热砼的检验项目和技术要求极限使用温度检验项目技术要求每 检 验批取样组数≤700℃1. 耐热砼强度等级2. 烧后的强度1.≥砼设计强度等级2.≥45% 烘干抗压强度3 900℃1. 砼强度等级2. 残余抗压强度1.≥砼设计强度等级2.≥30% 砼烘干抗压强度，不可出现裂纹3 1200～1300℃1. 砼强度等级2. 残余抗压强度3. 烧后线变化4. 荷载软化温度 （变形 4% ）1.≥砼设计强度等级2.≥30% 烘干抗压强度，不可出现裂纹3.烧后线变化1200℃时≤0.7% 1300℃时≤0.9% 4.≥极限使用温度4 注：试件尺寸见耐热砼性能检验相关要求。

5 耐热砼性能检验5.1 烘干耐压强度检验第 ８ 页 共 12 页5.1.1 目的及适用范围检验耐热砼在标准养护n d 后的烘干耐压强度作为耐热砼强度等级 （普通水泥、矿渣水泥、铝酸盐水泥分别养护7d、14d、3d） 适用于测定耐热砼的烘干耐压强度5.1.2 检验设备5.1.2.1材料试验机符合 JGJ70-90中关于试验机的要求5.1.2.2电热干燥箱（ 300℃±1℃） 5.1.2.3钢板尺，最小刻度0.05cm5.1.2.4试模 70.7×70.7 ×70.7mm符合 JGJ70-90 第 7.0.2 条要求5.1.3 试样制备在与生产工艺相同条件下，直接成型棱长为70.7 ±0.5mm的立方体试样 3 件当骨料最大粒径大于25mm 时，直接成型棱长为 100±1mm 的立方体试样5.1.4 检验步骤5.1.4.1养护龄期到达后及时在110±5℃条件下烘干 8h 以上， （烘干升温速度为 20～30℃/h ） ，然后自然冷却至室温后进行检验5.1.4.2用钢板尺分别测量并记录立方体试样上、下受压面的长度，准确至 0.1mm 5.1.4.3将试样受压面对准试验机上、下压板中心，以0.5 ～1MPa/s的加压速度均匀地施压于试样，至试样破坏，并记录最大压力值。

5.1.5 结果计算将测量数据代入下列公式，计算各个试样的烘干耐压强度，以三个试样的平均值为代表值，并精确至0.1 MPa第 ９ 页 共 12 页A1=a1×a2A2=b1×b2A=（A1+A2）/2 S=P ÷A 式中， A1、A2—试样上、下受压面的面积（mm2）a1、a2—试样上受压面的两维长度（mm ）b1、b2—试样下受压面的两维长度（mm ）A—试样受压面积（ mm2）P—试样破坏时荷载（ N）S—试样烘干耐压强度（MPa ）5.2 烧后抗压强度、残余抗压强度检验5.2.1 目的及适用范围检验耐热砼在经过一定时间的高温加热后的耐压强度检验耐热砼在经过一定时间的高温加热后，随炉冷却到室温，放在干燥空气中养护10d 后的耐压强度适用于检验耐热砼的烧后抗压强度和残余抗压强度5.2.2 检验设备5.2.2.1箱式加热炉5.2.2.2电热干燥箱（ 300℃±1℃） 5.2.2.3材料试验机同 5.1.2.1 5.2.2.4钢板尺，最小刻度0.05cm5.2.3 试样制备：同 5.1.3 第 １０ 页 共 12 页5.2.4 检验步骤5.2.4.1养护龄期到达后及时在110±5℃条件下烘干 8h 以上 （烘干升温速度为 20～30℃/h ） 。

5.2.4.2放在加热炉中以每小时不超过150℃的升温速度，升温至指定温度，恒温 3h（残余强度恒温 4h） ，随炉冷却至室温5.2.4.3取出经过恒温 3h 的冷却试样作烧后抗压强度检验5.2.4.4取出经过恒温 4h 的冷却试样，放在干燥空气中养护10d后，作残余抗压强度检验5.2.4.5用钢板尺分别测量并记录立方体试件上、下受压面的两维长度，准确至 0.5mm 5.2.4.6加压速度同烘干耐压强度检验5.2.5 结果计算同 5.1.5 5.3 烧后线变化检验5.3.1 目的及适用范围测定耐热砼加热至高温后的长度增减变化适用于耐热砼的烧后线变化检验5.3.2 试验设备5.3.2.1千分尺：量程 50～75mm ，精度 0.01mm 若试件尺寸为 100mm。