耐熱混凝土配方設(shè)計及性能檢測規(guī)程
1總則
針對****鋼冶金建筑工程的需要,編制該規(guī)程。本規(guī)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(xì)骨料、耐熱摻和料、水以及根據(jù)需要選用合適混凝土外加劑攪拌均勻后采用振動成型的混凝土,它能夠長時間承受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(jù)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(yīng)相應(yīng)符合國標(biāo)GB175-1999、GB1344-1999、GB201-2000的要求。對于高爐基礎(chǔ)耐熱混凝土使用的水泥,應(yīng)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?guī)r類混合材。低于700℃時,摻量亦不能超過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(xì)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(yīng)超過450kg。
2.2摻和料
2.2.1使用溫度大于350℃的耐熱砼,應(yīng)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(xì)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(yīng)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對于已用過的粘土磚,應(yīng)除去表面熔渣和雜質(zhì),且強(qiáng)度應(yīng)大于10MPa。高爐重礦渣應(yīng)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(jié)構(gòu)中不應(yīng)大于40mm。
2.3.5骨料中嚴(yán)禁混有有害雜質(zhì),特別是石灰?guī)r類碎塊等。
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,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(xì)骨料的級配應(yīng)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(yīng)符合YBJ205-84《混凝土用高爐礦渣碎石技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。粗骨料最大粒徑不宜超過31.5mm,最佳不超過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(biāo)準(zhǔn)》。
2.5外加劑
2.5.1符合GB8076-1997《普通砼用外加劑》
2.5.2應(yīng)通過試配符合耐熱砼的各種指標(biāo)要求。
3耐熱砼配合比設(shè)計和試配
耐熱砼的配合比不但要滿足耐熱性能的要求,同時必須滿足強(qiáng)度和施工和易性的要求。在設(shè)計耐熱砼配合比時,應(yīng)根據(jù)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調(diào)整膠結(jié)材的用量、水灰比、骨料級配、摻和料及外加劑,并經(jīng)過試驗,從而優(yōu)選出保證砼耐久性的經(jīng)濟(jì)、可靠配合比。
3.1膠結(jié)材的用量
一般情況下,骨料的耐熱性能比膠結(jié)料好,當(dāng)膠結(jié)料的用量超過一定范圍時,隨著膠結(jié)料用量的增加耐熱性能將降低,因此在滿足施工和易性和常溫強(qiáng)度的要求下,盡可能減少膠結(jié)料的用量。水泥用量一般可控制在砼總重量10~20%范圍內(nèi)。對荷重軟化點和耐熱度要求較高,而常溫強(qiáng)度要求不高的水泥耐熱砼,水泥用量可控制在10~15%以內(nèi)。
3.2水灰比
水灰比的增減對強(qiáng)度和殘余變形的影響較顯著。在施工條件允許的前提下,應(yīng)盡量減少用水量,降低水灰比,一般坍落度應(yīng)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,同時還可以減少水泥用量。因此,對常溫要求強(qiáng)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(yīng)滿足2.3.7的要求,細(xì)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(diào)整確定基準(zhǔn)配合比。
3.6經(jīng)驗配合比見表3。
表3 耐熱砼經(jīng)驗配合比
3.7耐熱砼試配
3.7.1原材料稱量及成型應(yīng)符合GB/T50081-2002《普通砼力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》的要求。
3.7.2拌制水泥耐熱砼時,水泥和摻和料必須預(yù)先拌合均勻,約拌2min。
3.7.3耐熱砼的養(yǎng)護(hù)應(yīng)遵守以下規(guī)定:成型完后應(yīng)在15~25℃的潮濕環(huán)境中養(yǎng)護(hù),其中普通水泥(硅酸鹽水泥)耐熱砼養(yǎng)護(hù)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?zāi)蜔犴刨|(zhì)量的試件,應(yīng)在砼的澆筑地點隨機(jī)抽取。取樣與試件留置應(yīng)符合下列規(guī)定:1>每拌制100盤且不超過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盤時,取樣不得少于一次;3>一次連續(xù)澆筑超過500m3時,同一配合比的砼每100m3取樣不得少于1次;4>取樣組數(shù)見表4。
表4 耐熱砼的檢驗項目和技術(shù)要求
注:試件尺寸見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(qiáng)度檢驗
5.1.1目的及適用范圍
檢驗?zāi)蜔犴旁跇?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)n d后的烘干耐壓強(qiáng)度作為耐熱砼強(qiáng)度等級。(普通水泥、礦渣水泥、鋁酸鹽水泥分別養(yǎng)護(hù)7d、14d、3d)。
適用于測定耐熱砼的烘干耐壓強(qiáng)度。
5.1.2檢驗設(shè)備
5.1.2.1材料試驗機(jī) 符合JGJ70-90中關(guān)于試驗機(jī)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,直接成型棱長為70.7±0.5mm的立方體試樣3件。當(dāng)骨料最大粒徑大于25mm時,直接成型棱長為100±1mm的立方體試樣。
5.1.4檢驗步驟
5.1.4.1養(yǎng)護(hù)齡期到達(dá)后及時在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、下受壓面的長度,準(zhǔn)確至0.1mm。
5.1.4.3將試樣受壓面對準(zhǔn)試驗機(jī)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(jié)果計算
將測量數(shù)據(jù)代入下列公式,計算各個試樣的烘干耐壓強(qiáng)度,以三個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度(mm)
b1、b2—試樣下受壓面的兩維長度(mm)
A—試樣受壓面積(mm2)
P—試樣破壞時荷載(N)
S—試樣烘干耐壓強(qiáng)度 (MPa)
5.2燒后抗壓強(qiáng)度、殘余抗壓強(qiáng)度檢驗
5.2.1目的及適用范圍
檢驗?zāi)蜔犴旁诮?jīng)過一定時間的高溫加熱后的耐壓強(qiáng)度。
檢驗?zāi)蜔犴旁诮?jīng)過一定時間的高溫加熱后,隨爐冷卻到室溫,放在干燥空氣中養(yǎng)護(hù),10d后的耐壓強(qiáng)度。
適用于檢驗?zāi)蜔犴诺臒罂箟簭?qiáng)度和殘余抗壓強(qiáng)度。
5.2.2檢驗設(shè)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(jī)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(yǎng)護(hù)齡期到達(dá)后及時在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不超過150℃的升溫速度,升溫至指定溫度,恒溫3h(殘余強(qiáng)度恒溫4h),隨爐冷卻至室溫。
5.2.4.3取出經(jīng)過恒溫3h的冷卻試樣作燒后抗壓強(qiáng)度檢驗。
5.2.4.4取出經(jīng)過恒溫4h的冷卻試樣,放在干燥空氣中養(yǎng)護(hù)10d后,作殘余抗壓強(qiáng)度檢驗。
5.2.4.5用鋼板尺分別測量并記錄立方體試件上、下受壓面的兩維長度,準(zhǔn)確至0.5mm。
5.2.4.6加壓速度同烘干耐壓強(qiáng)度檢驗。
5.2.5結(jié)果計算同5.1.5。
5.3燒后線變化檢驗
5.3.1目的及適用范圍
測定耐熱砼加熱至高溫后的長度增減變化。適用于耐熱砼的燒后線變化檢驗。
5.3.2試驗設(shè)備
5.3.2.1千分尺:量程50~75mm,精度0.01mm。若試件尺寸為100mm時,量程應(yīng)為75~100 mm或100~125 mm。
5.3.2.2加熱爐;應(yīng)滿足極限溫度的要求。且計量檢定合格。
5.3.3試樣制備
5.3.3.1試樣的檢驗數(shù)量為3個。
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測量試樣長度時,將試樣成型面向上,并在試樣的四個側(cè)面劃出對角線,在每個側(cè)面上按圖定出四個測點,加以標(biāo)記,然后用螺旋百分尺測量試樣在兩個方向(X,Y)上的各對應(yīng)點之間的距離。每次測量應(yīng)重復(fù)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(nèi)的均溫帶,距發(fā)熱體30mm以上。試樣間至少應(yīng)保持10mm的間距。爐膛裝樣區(qū)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(yīng)用在高溫下不與試樣發(fā)生作用的細(xì)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(dá)檢驗溫度后保溫4 h,保溫期間溫差不可超過±10℃。
5.3.4.5應(yīng)保持爐內(nèi)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(jié)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(jié)果計算
5.3.5.1每個試樣的燒后線變化百分率按下式計算:
△L=((L1-L0)×100)/L0
式中△L—試樣燒后線變化(%)
L0—加熱前試樣的平均長度(mm)
L1—加熱后試樣的平均長度(mm)
5.3.5.2試樣燒后收縮以“-”號表示,燒后膨脹以“+”號表示。
“+”、“-”號均寫在數(shù)字的前面。
5.3.5.3耐熱砼燒后線變化的檢驗結(jié)果,以三個試樣的平均值為代表值,精確至0.1%。報告中應(yīng)列出每個試樣的測定值。
5.3.5.4加熱后的試樣當(dāng)發(fā)現(xiàn)有熔洞、剝落、鼓凸等現(xiàn)象時,應(yīng)在報告中注明。如在測點部位,則該點的測試結(jié)果應(yīng)予以舍棄,舍棄的測試值超過兩個時,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(fù)驗誤差不可超過0.1%。
5.3.6.2不同試驗室同一批試樣的平均值的復(fù)驗誤差不可超過0.2%。
5.4荷重軟化溫度檢驗
執(zhí)行YB/T2203-1998《耐火澆注料荷重軟化溫度試驗方法》。
1.摻有磨細(xì)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(xì)混合材料,耐熱骨料和水配制而成.。
2.磨細(xì)混合材料有:耐火黏土磚碎塊、鉻鐵礦、粉煤灰、浮石、凝灰?guī)r、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(xì)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%時性能提高不多。
文章轉(zhuǎn)自百度文庫
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