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1、第 页 共 12 页耐热混凝土配合比设计及性能检验规程耐热混凝土配合比设计及性能检验规程1 总则针对*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2001300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 2 原材料要求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
2、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 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
3、、铝矾土熟料、粘土砖粉、粉煤灰（不低于级）等。其技术要求见表 1：表 1 耐热砼用掺和料技术要求化学成分（%）序号种类混合材细度 0. 08mm 筛 余 （%）Al2O3CaOFe2O3SO3烧失量粘土 熟料30 305.50.31粘 土 质粘土 砖3030高铝 砖3065 2高 铝 质矾土 熟料30483粉 煤 灰1520484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
4、化不剧烈的部位。第 页 共 12 页2.3.2 骨料的燃烧温度不低于 13501450。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/
5、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）序 号骨料种 类 26.59.504.754.751.180.60Al2O3CaOFe2O3SO3粘土熟 料305. 50. 31 粘 土 质粘土砖30高铝砖652 高 铝 质矾土熟 料0530609010051020559010048第 页 共 12 页2
6、.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 3 耐热砼配合比设计和试配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
7、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 1020%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 1015%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第 页 共 12 页加剂。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
8、为水泥用量的 30100%。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 4060%。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 耐热砼经验配合比耐热砼材料组成及用量配合比 （kg/m3）项次种类极限温度 （）胶凝材料掺合材料粗细骨料强度等级适用范围700普通水泥 （300 400）水渣、粉 煤灰 （1503 00）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 （15
9、03 00）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1普通水泥 耐热砼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 （1503 00）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 页 共 12 页700矿渣水泥 （3004 00）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2矿渣水泥 耐热砼900矿渣水泥 （3504 50）水渣、粘 土熟料、
10、粘土砖 （0200 ）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 （3004 00）耐热度不 低于 1730的 粘土熟料、 矾土熟料 150（3 00）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2min。3.7.3 耐热砼的养护应遵守以
11、下规定：成型完后应在 1525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 3d。4 4 耐热砼的检验项目和技术要求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100 盘时，取样不得少于一次；3一次连续浇筑超过 500m3时，同一第 页 共 12 页配合比的砼每 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
12、用温度检验项目技术要求每检验批取样组数7001. 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39001. 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3120013001. 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 5 耐热砼性能检验耐热砼性能检验5.1 烘干耐压强度检验5.1.1 目的及适用范围第 页 共 12
13、页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（3001） 。5.1.2.3 钢板尺，最小刻度 0.05cm。5.1.2.4 试模 70.770.770.7mm 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70.70.5mm 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
14、 1001mm 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 1105条件下烘干 8h 以上， （烘干升温速度为 2030/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 0.51MPa/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。A1=a1a2第 页 共 12 页A2=b1b2A=（A1+A2
15、）/2S=PA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（3001） 。5.2.2.3 材料试验机同 5.1.
16、2.1。5.2.2.4 钢板尺，最小刻度 0.05cm。5.2.3 试样制备：同 5.1.3。5.2.4 检验步骤第 页 共 12 页5.2.4.1 养护龄期到达后及时在 1105条件下烘干 8h 以上（烘干升温速度为 2030/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。
