耐熱混凝土配方設計及性能檢測規程
1總則
針對****鋼冶金建筑工程的需要,編制該規程。本規程中的耐熱混凝土指用普通硅酸鹽水泥(或硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥)、耐熱粗細骨料、耐熱摻和料、水以及根據需要選用合適混凝土外加劑攪拌均勻后采用振動(dòng)成型的混凝土,它能夠長(cháng)時(shí)間承受200~1300℃溫度作用,并在高溫下保持需要的物理力學(xué)性能。該混凝土不能使用于酸、堿侵蝕的部位。
2原材料要求
根據耐熱溫度高低,溫度變化的劇烈程度選用原材料的品種。
2.1水泥
2.1.1硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥應相應符合國標GB175-1999、GB1344-1999、GB201-2000的要求。對于高爐基礎耐熱混凝土使用的水泥,應壓蒸安定性合格。
2.1.2對耐熱溫度高于700℃的混凝土,水泥中不能摻石灰巖類(lèi)混合材。低于700℃時(shí),摻量亦不能超過(guò)5%。
2.1.3硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥的最高使用溫度為1200℃,礦渣水泥的最高使用溫度為700℃,且磨細水淬礦渣含量不大于50%,鋁酸鹽水泥最高使用溫度為1400℃。
2.1.4每立方米耐熱砼中的水泥用量不應超過(guò)450kg。
2.2摻和料
2.2.1使用溫度大于350℃的耐熱砼,應摻加耐熱摻和料。
2.2.2常用的耐熱摻和料有粘土熟料、鋁礬土熟料、粘土磚粉、粉煤灰(不低于Ⅱ級)等。其技術(shù)要求見(jiàn)表1:
表1 耐熱砼用摻和料技術(shù)要求
注:摻和料含水率不得大于1.5%。
2.3粗細骨料
2.3.1耐熱砼不宜采用石英質(zhì)骨料。如砂巖、石英等。應選用粘土熟料、鋁礬土熟料、耐火磚碎料、粘土磚碎料、高爐重礦渣碎石、安山巖、玄武巖、輝綠巖等。且高爐重礦渣碎石、安山巖、玄武巖、輝綠巖僅限于溫度變化不劇烈的部位。
2.3.2骨料的燃燒溫度不低于1350~1450℃。
2.3.3對于已用過(guò)的粘土磚,應除去表面熔渣和雜質(zhì),且強度應大于10MPa。高爐重礦渣應具有良好的安定性,不允許有大于25mm的玻璃質(zhì)顆粒。
2.3.4一般粗骨料粒徑不得大于20mm,在鋼筋不密的厚大結構中不應大于40mm。
2.3.5骨料中嚴禁混有有害雜質(zhì),特別是石灰巖類(lèi)碎塊等。
2.3.6對于溫度低于350℃,可使用河砂。低于700℃,溫度變化不劇烈時(shí),優(yōu)先選用高爐重礦渣骨料。
2.3.7高爐重礦渣碎石、安山巖、玄武巖、輝綠巖粗細骨料的級配應符合GB/T14684-2001《建筑用砂》、GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石要求》。高爐重礦渣碎石還應符合YBJ205-84《混凝土用高爐礦渣碎石技術(shù)標準》的要求。粗骨料最大粒徑不宜超過(guò)31.5mm,最佳不超過(guò)25mm。粘土質(zhì)及高鋁質(zhì)骨料的顆粒粒級,級配及化學(xué)成分要求見(jiàn)下表:
表2 耐熱砼骨料的技術(shù)性質(zhì)
2.4拌合水
符合JGJ63-89《普通砼拌合用水標準》。
2.5外加劑
2.5.1符合GB8076-1997《普通砼用外加劑》
2.5.2應通過(guò)試配符合耐熱砼的各種指標要求。
3耐熱砼配合比設計和試配
耐熱砼的配合比不但要滿(mǎn)足耐熱性能的要求,同時(shí)必須滿(mǎn)足強度和施工和易性的要求。在設計耐熱砼配合比時(shí),應根據極限使用溫度和使用條件,選定合適的原材料,然后在參考經(jīng)驗配合比的前提下通過(guò)調整膠結材的用量、水灰比、骨料級配、摻和料及外加劑,并經(jīng)過(guò)試驗,從而優(yōu)選出保證砼耐久性的經(jīng)濟、可靠配合比。
3.1膠結材的用量
一般情況下,骨料的耐熱性能比膠結料好,當膠結料的用量超過(guò)一定范圍時(shí),隨著(zhù)膠結料用量的增加耐熱性能將降低,因此在滿(mǎn)足施工和易性和常溫強度的要求下,盡可能減少膠結料的用量。水泥用量一般可控制在砼總重量10~20%范圍內。對荷重軟化點(diǎn)和耐熱度要求較高,而常溫強度要求不高的水泥耐熱砼,水泥用量可控制在10~15%以?xún)取?/span>
3.2水灰比
水灰比的增減對強度和殘余變形的影響較顯著(zhù)。在施工條件允許的前提下,應盡量減少用水量,降低水灰比,一般坍落度應小于20mm。對于坍落度要求較大的耐熱混凝土,必須摻用高效減水劑等外加劑。
3.3摻和料用量
摻和料可以改善砼的耐高溫性能,提高施工和易性,同時(shí)還可以減少水泥用量。因此,對常溫要求強度不高的耐熱砼,摻和料用量可多些。一般為水泥用量的30~100%。
3.4骨料級配及砂率
骨料級配應滿(mǎn)足2.3.7的要求,細骨料占骨料總量的40~60%。
3.5以經(jīng)驗配合比為初始配合比,進(jìn)行試配,調整確定基準配合比。
3.6經(jīng)驗配合比見(jiàn)表3。
表3 耐熱砼經(jīng)驗配合比
3.7耐熱砼試配
3.7.1原材料稱(chēng)量及成型應符合GB/T50081-2002《普通砼力學(xué)性能試驗方法標準》的要求。
3.7.2拌制水泥耐熱砼時(shí),水泥和摻和料必須預先拌合均勻,約拌2min。
3.7.3耐熱砼的養護應遵守以下規定:成型完后應在15~25℃的潮濕環(huán)境中養護,其中普通水泥(硅酸鹽水泥)耐熱砼養護不少于7d,礦渣水泥耐熱砼不少于14d;鋁酸鹽水泥耐熱砼不少于3d。
4耐熱砼的檢驗項目和技術(shù)要求
用于檢驗耐熱砼質(zhì)量的試件,應在砼的澆筑地點(diǎn)隨機抽取。取樣與試件留置應符合下列規定:1>每拌制100盤(pán)且不超過(guò)50m³的同配合比的砼取樣不得少于一次;2>每工作班拌制的同一配合比的砼不足100盤(pán)時(shí),取樣不得少于一次;3>一次連續澆筑超過(guò)500m3時(shí),同一配合比的砼每100m3取樣不得少于1次;4>取樣組數見(jiàn)表4。
表4 耐熱砼的檢驗項目和技術(shù)要求
注:試件尺寸見(jiàn)耐熱砼性能檢驗相關(guān)要求。
5耐熱砼性能檢驗
5.1烘干耐壓強度檢驗
5.1.1目的及適用范圍
檢驗耐熱砼在標準養護n d后的烘干耐壓強度作為耐熱砼強度等級。(普通水泥、礦渣水泥、鋁酸鹽水泥分別養護7d、14d、3d)。
適用于測定耐熱砼的烘干耐壓強度。
5.1.2檢驗設備
5.1.2.1材料試驗機 符合JGJ70-90中關(guān)于試驗機的要求。
5.1.2.2電熱干燥箱(300℃±1℃)。
5.1.2.3鋼板尺,最小刻度0.05cm。
5.1.2.4試模70.7×70.7×70.7mm符合JGJ70-90第7.0.2條要求。
5.1.3試樣制備。在與生產(chǎn)工藝相同條件下,直接成型棱長(cháng)為70.7±0.5mm的立方體試樣3件。當骨料最大粒徑大于25mm時(shí),直接成型棱長(cháng)為100±1mm的立方體試樣。
5.1.4檢驗步驟
5.1.4.1養護齡期到達后及時(shí)在110±5℃條件下烘干8h以上,(烘干升溫速度為20~30℃/h),然后自然冷卻至室溫后進(jìn)行檢驗。
5.1.4.2用鋼板尺分別測量并記錄立方體試樣上、下受壓面的長(cháng)度,準確至0.1mm。
5.1.4.3將試樣受壓面對準試驗機上、下壓板中心,以0.5~1MPa/s的加壓速度均勻地施壓于試樣,至試樣破壞,并記錄最大壓力值。
5.1.5結果計算
將測量數據代入下列公式,計算各個(gè)試樣的烘干耐壓強度,以三個(gè)試樣的平均值為代表值,并精確至0.1 MPa。
A1=a1×a2
A2=b1×b2
A=(A1+A2)/2
S=P÷A
式中,A1、A2—試樣上、下受壓面的面積(mm2)
a1、a2—試樣上受壓面的兩維長(cháng)度(mm)
b1、b2—試樣下受壓面的兩維長(cháng)度(mm)
A—試樣受壓面積(mm2)
P—試樣破壞時(shí)荷載(N)
S—試樣烘干耐壓強度 (MPa)
5.2燒后抗壓強度、殘余抗壓強度檢驗
5.2.1目的及適用范圍
檢驗耐熱砼在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的高溫加熱后的耐壓強度。
檢驗耐熱砼在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的高溫加熱后,隨爐冷卻到室溫,放在干燥空氣中養護,10d后的耐壓強度。
適用于檢驗耐熱砼的燒后抗壓強度和殘余抗壓強度。
5.2.2檢驗設備
5.2.2.1箱式加熱爐
5.2.2.2電熱干燥箱(300℃±1℃)。
5.2.2.3材料試驗機同5.1.2.1。
5.2.2.4鋼板尺,最小刻度0.05cm。
5.2.3試樣制備:同5.1.3。
5.2.4檢驗步驟
5.2.4.1養護齡期到達后及時(shí)在110±5℃條件下烘干8h以上(烘干升溫速度為20~30℃/h)。
5.2.4.2放在加熱爐中以每小時(shí)不超過(guò)150℃的升溫速度,升溫至指定溫度,恒溫3h(殘余強度恒溫4h),隨爐冷卻至室溫。
5.2.4.3取出經(jīng)過(guò)恒溫3h的冷卻試樣作燒后抗壓強度檢驗。
5.2.4.4取出經(jīng)過(guò)恒溫4h的冷卻試樣,放在干燥空氣中養護10d后,作殘余抗壓強度檢驗。
5.2.4.5用鋼板尺分別測量并記錄立方體試件上、下受壓面的兩維長(cháng)度,準確至0.5mm。
5.2.4.6加壓速度同烘干耐壓強度檢驗。
5.2.5結果計算同5.1.5。
5.3燒后線(xiàn)變化檢驗
5.3.1目的及適用范圍
測定耐熱砼加熱至高溫后的長(cháng)度增減變化。適用于耐熱砼的燒后線(xiàn)變化檢驗。
5.3.2試驗設備
5.3.2.1千分尺:量程50~75mm,精度0.01mm。若試件尺寸為100mm時(shí),量程應為75~100 mm或100~125 mm。
5.3.2.2加熱爐;應滿(mǎn)足極限溫度的要求。且計量檢定合格。
5.3.3試樣制備
5.3.3.1試樣的檢驗數量為3個(gè)。
5.3.3.2同5.1.3。
5.3.3.3用氧化鉻在試樣成型面上編號。
5.3.4試驗步驟
5.3.4.1測量試樣長(cháng)度時(shí),將試樣成型面向上,并在試樣的四個(gè)側面劃出對角線(xiàn),在每個(gè)側面上按圖定出四個(gè)測點(diǎn),加以標記,然后用螺旋百分尺測量試樣在兩個(gè)方向(X,Y)上的各對應點(diǎn)之間的距離。每次測量應重復兩遍,以平均值記錄。要保持加熱前后所有測量操作條件的一致。
5.3.4.2裝樣
5.3.4.2.1將試樣成型面向上,放置在爐膛內的均溫帶,距發(fā)熱體30mm以上。試樣間至少應保持10mm的間距。爐膛裝樣區的溫差不得大于20℃.
5.3.4.2.2試樣可交錯迭放兩層。試樣之間及試樣與爐底的接觸面應用在高溫下不與試樣發(fā)生作用的細砂(如電熔剛玉砂,一等高鋁礬土熟料砂等)墊平。
5.3.4.3升溫速度:低于檢驗溫度200℃前5~10℃/min。然后以3~5℃/min升溫至檢驗溫度。
5.3.4.4到達檢驗溫度后保溫4 h,保溫期間溫差不可超過(guò)±10℃。
5.3.4.5應保持爐內為中性氣氛或氧化氣氛,不可使用還原氣氛。
5.3.4.6保溫結束后,試樣隨爐自然冷卻至室溫,然后進(jìn)行測量。允許在200℃以下裝、出爐。
5.3.5結果計算
5.3.5.1每個(gè)試樣的燒后線(xiàn)變化百分率按下式計算:
△L=((L1-L0)×100)/L0
式中△L—試樣燒后線(xiàn)變化(%)
L0—加熱前試樣的平均長(cháng)度(mm)
L1—加熱后試樣的平均長(cháng)度(mm)
5.3.5.2試樣燒后收縮以“-”號表示,燒后膨脹以“+”號表示。
“+”、“-”號均寫(xiě)在數字的前面。
5.3.5.3耐熱砼燒后線(xiàn)變化的檢驗結果,以三個(gè)試樣的平均值為代表值,精確至0.1%。報告中應列出每個(gè)試樣的測定值。
5.3.5.4加熱后的試樣當發(fā)現有熔洞、剝落、鼓凸等現象時(shí),應在報告中注明。如在測點(diǎn)部位,則該點(diǎn)的測試結果應予以舍棄,舍棄的測試值超過(guò)兩個(gè)時(shí),該試樣須作廢。
5.3.6檢驗誤差
5.3.6.1同一試驗室同一批試樣的平均值的復驗誤差不可超過(guò)0.1%。
5.3.6.2不同試驗室同一批試樣的平均值的復驗誤差不可超過(guò)0.2%。
5.4荷重軟化溫度檢驗
執行YB/T2203-1998《耐火澆注料荷重軟化溫度試驗方法》。
1.摻有磨細混合材料的硅酸鹽水泥混凝土。這種混凝土是由普通或礦渣水泥及磨細混合材料,耐熱骨料和水配制而成.。
2.磨細混合材料有:耐火黏土磚碎塊、鉻鐵礦、粉煤灰、浮石、凝灰巖、黏土磚。
3.耐熱骨料有:耐火黏土磚塊、鎂礦砂、鉻鐵礦、高爐礦渣、安山巖等。
4.磨細混合料摻入量約為水泥用量的50-100%,摻量越多,性能越好,但摻量超100%時(shí)性能提高不多。
文章轉自百度文庫
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