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1、耐熱混凝土的定義、分類和應(yīng)用 耐熱混凝土是一種能長期承受高溫作用（200℃以上），并在高溫作用下保持所需的物理力學(xué)性能的特種混凝土。而代替耐火磚用于工業(yè)窯爐內(nèi)襯的耐熱混凝土也稱為耐火混凝土。 根據(jù)所用膠結(jié)料的不同，耐熱混凝土可分為：硅酸鹽耐熱混凝土；鋁酸鹽耐熱混凝土；磷酸鹽耐熱混凝土；硫酸鹽耐熱混凝土；水玻璃耐熱混凝土；鎂質(zhì)水泥耐熱混凝土；其他膠結(jié)料耐熱混凝土?！ 「鶕?jù)硬化條件可分為：水硬性耐熱混凝土；氣硬性耐熱混凝土；熱硬性耐熱混凝土。 耐熱混凝土已廣泛地用于冶金、化工、石油、輕工和建材等工業(yè)的熱工設(shè)備和長期受高溫作用的構(gòu)筑物，如工業(yè)煙囪或煙道的內(nèi)襯、工業(yè)窯爐的耐火內(nèi)襯、高溫
2、鍋爐的基礎(chǔ)及外殼。硅酸鹽耐熱混凝土 一、硅酸鹽耐熱混凝土所用的材料主要有硅酸鹽水泥、耐熱骨料、摻合料以及外加劑等?！ ?、原材料要求 (1)硅酸鹽水泥 可以用礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥作為其膠結(jié)材料。一般應(yīng)優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥，并且礦渣摻量不得大于50％。如選用普通硅酸鹽水泥，水泥中所摻的混合材料不得含有石灰石等易在高溫下分解和軟化或熔點(diǎn)較低的材料?！ 〈送?，因?yàn)樗嗟哪蜔嵝赃h(yuǎn)遠(yuǎn)低于耐熱骨料及耐熱粉料，在保證耐熱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡可能減少水泥的用量，為此，要求水泥的強(qiáng)度等級(jí)不得低于32.5MPa?！ ∮蒙鲜鰞煞N水泥配制的耐熱混凝土最高使用溫度可以達(dá)到700～80
3、0℃。其耐熱機(jī)理是：硅酸鹽水泥熟料中的C3S和C2S的水化產(chǎn)物Ca(OH)2在高溫下脫水，生成的CaO與礦渣及摻合料中的活性SiO2和A12O3又反應(yīng)生成具有較強(qiáng)耐熱性的無水硅酸鈣和無水鋁酸鈣，使混凝土具有一定的耐熱性。 (2)耐熱骨料 普通混凝土耐熱性不好的主要原因是一些水泥的水化產(chǎn)物為Ca(OH)2，水化鋁酸鈣在高溫下脫水，使水泥石結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致混凝土碎裂；另一個(gè)原因是常用的一些骨料，如石灰石、石英砂在高溫下發(fā)生較大體積變形，還有一些骨料在高溫下發(fā)生分解，從而導(dǎo)致普通混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，強(qiáng)度降低。因此，骨料是配制耐熱混凝土一個(gè)很關(guān)鍵的因素。 常用的耐熱粗骨料有碎黏土磚、黏土熟料
4、、碎高鋁耐火磚、礬土熟料等；細(xì)骨料有鎂砂、碎鎂質(zhì)耐火磚、含A12O3較高的粉煤灰等。(3)摻合料 摻合料的作用主要有兩個(gè)：一是可增加混凝土的密實(shí)性，減少在高溫狀態(tài)下混凝土的變形；二是在用普通硅酸鹽水泥時(shí)，摻合料中的A12O3和SiO2與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2的脫水產(chǎn)物CaO反應(yīng)形成耐熱性好的無水硅酸鈣和無水鋁酸鈣，同時(shí)避免了Ca(OH)2脫水引起的體積變化。所以，摻合料應(yīng)選用熔點(diǎn)高、高溫下不變形且含有一定數(shù)量A12O3的材料?！」杷猁}水泥耐熱混凝土配制時(shí)，可摻加減水劑以降低W/C，減少混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙率。減水劑宜采用非引氣型?！ ?、硅酸鹽水泥耐熱混凝土的配合比 該品種耐
5、火混凝土的配合比設(shè)計(jì)用計(jì)算法比較繁瑣，一般常采用經(jīng)驗(yàn)配合比為初始配合比，再通過試配調(diào)整，得到適用的配合比。二、鋁酸鹽水泥耐熱混凝土 鋁酸鹽水泥是一類沒有游離CaO的中性水泥，具有快硬、高強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、耐火度高等特點(diǎn)。在冶金、石油化工、建材、水電和機(jī)械工業(yè)的一般窯爐上得到廣泛的應(yīng)用，其使用溫度可達(dá)到1300～1600℃，有的甚至能達(dá)到1800℃左右，所以又稱為鋁酸鹽耐火混凝土。它屬于水硬性耐熱混凝土，也屬于熱硬性耐熱混凝土。 1、膠結(jié)材 鋁酸鹽水泥耐熱混凝土的膠結(jié)材主要有礬土水泥、低鈣鋁酸鹽水泥、純鋁酸鹽水泥?！ ?1)高鋁水泥(普通鋁酸鹽水泥) 高鋁水泥是由石灰和鋁礬土按一
6、定比例磨細(xì)后，采用燒結(jié)法和熔融法制成的一種以鋁酸-鈣(CA)為主要成分的水硬性水泥。高鋁水泥水化的產(chǎn)物主要有C3AH6、AH3、CAH10、C2AH8，而上述產(chǎn)物在高溫作用下會(huì)發(fā)生脫水，脫水產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)。如： 300～500℃C3AH6→CaO+C12A7+H2O AH3→A12O3+H2O 500～1200℃A12O3+CaO→CA A12O3+C12A7→CA(或CA2) A12O3+CA→CA2(在A12O3較多時(shí)) 由上可知，在500℃以前，水泥石由高鋁水泥的水化物組成；500～900℃時(shí)由水化產(chǎn)物及由脫水產(chǎn)物之間的二次反應(yīng)物組成；1000℃開始發(fā)生固相燒結(jié)；
7、1200℃以上時(shí)變?yōu)樘沾山Y(jié)合的耐火材料。其強(qiáng)度的變化如圖6—11所示?！ ?2)純鋁酸鹽水泥 純鋁酸鹽水泥是用工業(yè)氧化鋁和高純石灰石或方解石為原料，按一定比例混合后，采用燒結(jié)法或熔融法制成的以CA2或CA為主要礦物的水硬性水泥。其中CA2和CA含量總和在95％以上，CA2占60％～65％，另外含有少量C12A7和C2AS?！ 〖冧X酸鹽水泥的水化硬化及在加熱過程中強(qiáng)度的變化與高鋁水泥類似。由于該水泥的化學(xué)組成中含有更多的A12O3，因此在1200℃發(fā)生燒結(jié)
