耐热1300℃泵送混凝土的实验与应用

耐热1300℃泵送混凝土的实验与应用
冯永德，江秀明

（鞍山三冶建筑工程有限公司，辽宁 鞍山 114039）

摘要：介绍了耐热1300℃泵送混凝土配合比的设计思路、设计过程实验过程和施工过程。

关键词：耐热1300℃；特种泵送混凝土；配合比的设计;试验;施工;特点。

引言
 
 耐热混凝土是一种长时间承受高热、高温作用的混凝土。它由耐火骨料、胶凝材料、掺合料和水按一定比例配制而成，它能在高温作用下保持所需要的力学性能，（如耐高热、耐高温和抗压强度）是一种特种混凝土材料，目前，该特种混凝土已成功应用在化工、冶金、建材等工业领域，例如：工业烟囱或烟道内衬；高炉的建造及外壳等一些冶金高炉的耐火炉衬、基础和底板，可以使用耐热混凝土代替耐火砖和耐火浇/筑料。我公司近几年来受用户委托试验并生产一些品种耐火混凝土，但最高耐火温度只达到600℃，且是罐送C25混凝土。这次受营口中试基地高炉工程委托实验并生产C35，坍落度130mm-160mm，耐热1300℃的特种混凝土尚属首次，根据合同指标，查阅了国内外大量资料，进行了严格、细致科学实验设计，做了大量反复的实验，对生产、施工、养护作了周密的安排，最后获得成功。混凝土各种技术指标达到国内先进水平，受到用户的好评。
 
2. 原材料的选择

1）水泥
 高铝水泥是由石灰和铝矾土按一定比例磨细烧结和融熔制成的一种铝酸一钙为主要成分的水硬性胶凝材料，其特点在1300℃时发生烧结并产生陶瓷结合，由于耐1300℃的高温混凝土其高温强度的来源于主分之间在高温下形成陶瓷结合，而不是水化产物之间的胶凝结合，所以，以水化反应为主产生强度的普通硅酸盐水泥和矿渣水泥不能满足在高温下做胶凝材料，因此选用600号高铝水泥做为耐热水泥的胶凝材料。
2）掺合料
 掺合料是在拌制耐热砼时掺入的一种具有耐热性能的粉料，矿渣微粉做为该耐火泵送砼的掺合料，其作用为：
a：为增加混凝土的密实性，减少混凝土在高温下变形。
b: 矿渣微粉AL2O3含量大于等于20%与高铝水泥中的泌水产物CaO形成耐热性能好的无水硅酸钙和无水铝酸钙，避免高铝水泥水化反应引起的强度降低。
c: 微粉熔点高，高温下不变形
3）外加剂
 采用自行研制的非引气形泵送剂，掺量为胶凝材料的2%，减水率可达20%，可降低单方混凝土用水量，使水灰比减小，减少混凝土的孔细率及增加强度。
4） 耐热集料
 集料的耐热性能是配制耐热混凝土的关健，宜选用高温下体积变化较小又不会化学分解并且在常温下和高温下具有较高温强度的材料，同时集料又具有较高的熔点，热膨胀系数较小，该产品采用的是碎高铝砖做集料，细骨料粒径（0-5mm），粗骨粒径（5-15mm）。
5） 水
 采用饮用水。 
 
3.   配合比设计

1) 水灰比确定与普通混凝土一样，在保持浇筑时具有较好的施工性条件下，水灰比越低强度越高，STP-W1泵送剂减水率在20%左右，水灰比可确定在0.32-0.38之间；
2) 砂率的确定：为了使混凝土达到很好的流动性和可泵性选择砂率在0.42-0.45之间；
3) 掺合料确定在水泥用量的10%；
4) 耐热混凝土配合比应根据强度的要求，极限使用温度和使用条件考虑选择，同时贯彻就地取材的原则。

试验阶段

 本试验按普通c35混凝土设计常温抗压强度和干燥强度，基准配合比见表1。在基准配合比下，调整胶凝材料和砂率。共配制了四种不同的混凝土配合比见表2。在试件制作时采用预湿处理的成型工艺，试件规格为150mmＸ150mmＸ150mm的立方体试件，通过试验确定最佳配合比。试验效果：每个配合比制作4组共做20组试块，从试压结果来看，七天强度都达到100%以上，高温残余抗压强度达到45%以上＞30%，烘干强度都大于50%没有出现裂纹，加热至极限使用温度后，线收缩达0.05%＜0.1%，荷重软化温度为1350℃大于极限使用温度1300℃，满足国家对耐热混凝土标准的要求。见表（3）。
 
 表1   耐热1300℃c35混凝土基准配合比（kg）
编号 水泥 微粉 细集料 粗集料 外加剂 水 
1-1 530 60 665 883 12 195 
 
 
 表2   耐热1300℃c35混凝土调整配合比（kg）
编号 水泥 微粉 细集料 粗集料 外加剂 水  耐热1300℃泵送混凝土的实验与应用(一)......