耐熱混凝土配合比設計及性能檢驗規(guī)程

1、耐熱混凝土配合比設計及性能檢驗規(guī)程1總則針對武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2001300溫度作用，并在高溫下保持需要的物理力學性能。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、鋁酸鹽水泥應相應符合國標GB175-1999、GB1344-1999、GB201-2000的要求。對于高

2、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?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（不低于級）等。其技術要求見表1：表1 耐熱砼用摻和料技術要求序號種類混合材細度0. 08mm篩余（%

3、）化學成分（%）Al2O3CaOFe2O3SO3 燒失量1粘土質粘土熟料30305.50.3粘土磚3030 2高鋁質高鋁磚3065礬土熟料30483粉煤灰1520484高爐礦渣4.5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13501450。2.3.3對于已用過的粘土磚，應除去表面熔渣和雜質，且強度應大于10MPa。高爐重礦渣應具有良好的安定性，不

4、允許有大于25mm的玻璃質顆粒。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，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標準的要求。粗骨料最大粒徑不宜超過31.5mm，最佳不超過25mm。粘土質及高鋁質骨料的顆粒粒級，級配及化學成分要

5、求見下表：表2 耐熱砼骨料的技術性質序號骨料種類骨料顆粒級配（按累計篩余計%）化學成分粗骨料顆粒（mm）細骨料顆粒（mm）Al2O3CaOFe2O3SO326.59.504.754.751.180.601粘土質粘土熟料05306090100510205590100305.50.3粘土磚302高鋁質高鋁磚65礬土熟料482.4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足耐熱性能的要求，同時必須滿足強度和施工和易性的要求。在設計耐熱砼配合比時

6、，應根據(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一定范圍時，隨著膠結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1020%范圍內。對荷重軟化點和耐熱度要求較高，而常溫強度要求不高的水泥耐熱砼，水泥用量可控制在1015%以內。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。在施工條件允許的前提下，應盡量減

7、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30100%。3.4骨料級配及砂率骨料級配應滿足2.3.7的要求，細骨料占骨料總量的4060%。3.5以經(jīng)驗配合比為初始配合比，進行試配，調整確定基準配合比。3.6經(jīng)驗配合比見表3。表3 耐熱砼經(jīng)驗配合比項次種類極限溫度（）耐熱砼材料組成及用量配合比（kg/m3）強度等級適用范圍膠凝材料摻合材料粗細骨料1普通水泥耐熱砼700普通水泥（3

8、00400）水渣、粉煤灰（150300）高爐重礦渣、紅磚、安山巖、玄武巖（13001800）C15溫度變化不劇烈、無酸堿侵蝕的工程900普通水泥（300400）耐熱度不低于1670的粘土熟料、粘土磚（150300）耐熱度不低于1610的粘土熟料、粘土磚（14001600）C15無酸堿侵蝕的工程1200普通水泥（300400）耐熱度不低于1670的粘土熟料、粘土磚、礬土熟料（150300）耐熱度不低于1670的粘土熟料、粘土磚、礬土熟料（14001600）C20無酸堿侵蝕的工程2礦渣水泥耐熱砼700礦渣水泥（300400）耐熱度不低于1670的粘土熟料、粘土磚高爐礦渣、紅磚、安山巖、玄武巖（14

9、001900）C15無酸堿侵蝕的工程900礦渣水泥（350450）水渣、粘土熟料、粘土磚（0200）耐熱度不低于1670的粘土熟料、粘土磚C15溫度變化不劇烈、無酸堿侵蝕的工程3鋁酸鹽水泥耐熱砼1300高鋁水泥（300400）耐熱度不低于1730的粘土熟料、礬土熟料150（300）耐熱度不低于1730粘土磚、礬土熟料、高鋁磚（14001700）C20宜用于厚度小于400mm結構、無酸堿侵蝕的工程3.7耐熱砼試配3.7.1原材料稱量及成型應符合GB/T50081-2002普通砼力學性能試驗方法標準的要求。3.7.2拌制水泥耐熱砼時，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(yǎng)

10、護應遵守以下規(guī)定：成型完后應在1525的潮濕環(huán)境中養(yǎng)護，其中普通水泥（硅酸鹽水泥）耐熱砼養(yǎng)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要求。 用于檢驗耐熱砼質量的試件，應在砼的澆筑地點隨機抽取。取樣與試件留置應符合下列規(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要求極限使用溫度檢驗項目技術要求每檢驗批取樣

11、組數(shù)7001. 耐熱砼強度等級2. 燒后的強度1. 砼設計強度等級2. 45%烘干抗壓強度39001. 砼強度等級2. 殘余抗壓強度1. 砼設計強度等級2. 30%砼烘干抗壓強度，不可出現(xiàn)裂紋3120013001. 砼強度等級2. 殘余抗壓強度3. 燒后線變化4. 荷載軟化溫度（變形4%）1. 砼設計強度等級2. 30%烘干抗壓強度，不可出現(xiàn)裂紋3. 燒后線變化1200時 0.7%1300時 0.9%4. 極限使用溫度4注：試件尺寸見耐熱砼性能檢驗相關要求。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(yǎng)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

12、渣水泥、鋁酸鹽水泥分別養(yǎng)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，直接成型棱長為70.7±0.5mm的立方體試樣3件。當骨料最大粒徑大于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)護齡期到達

13、后及時在110±5條件下烘干8h以上，（烘干升溫速度為2030/h），然后自然冷卻至室溫后進行檢驗。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0.51MPa/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(shù)據(jù)代入下列公式，計算各個試樣的烘干耐壓強度，以三個試樣的平均值為代表值，并精確至0.1 MPa。A1=a1×a2A2=b1×b2A=（A1+A2）/2S=P÷A式中，A1、A2試樣上、下受壓面的面積（mm2） a1、a2

14、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)過一定時間的高溫加熱后的耐壓強度。檢驗耐熱砼在經(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：

15、同5.1.3。5.2.4檢驗步驟5.2.4.1養(yǎng)護齡期到達后及時在110±5條件下烘干8h以上（烘干升溫速度為2030/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燒后線變化檢驗5.3.1目

16、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試驗設備5.3.2.1千分尺：量程5075mm，精度0.01mm。若試件尺寸為100mm時，量程應為75100 mm或100125 mm。5.3.2.2加熱爐；應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，并在試樣的四個側面劃出對角線，在每個側面上按圖定出四個測點，加以標記，然后用螺旋百分尺測量試樣在兩個方向（X，Y）上的各

17、對應點之間的距離。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(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510/min。然后以35/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±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。“+”、“-