第十九章耐火混凝1概要Word格式文档下载.docx

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这种耐火混凝土具有高温韧性强、耐磨性好、耐火度高等特点，在低温、中温和高温作用下都具有良好力学性能。

如采用铝酸盐水泥配制火硬性耐火混凝土，其使用温度分别为1400℃（高铝水泥）、1600℃（钙铝酸盐水泥）、1800℃（纯铝酸登上水泥）。

如采用磷酸盐，其极限使用温度可达1500-1700℃。

3.气硬性耐火混凝土（或化学结合耐火混凝土）

此耐火混凝土所用胶凝材料为水玻璃（Na20·

nsi02），并用氟硅酸钠（Na2SiF6）作固化剂；

粗细骨料为碎铬铁矿、镁砖、铬镁砖、烧结镁砂、粘土熟料、石英砂、滑石、焦宝石、镁橄榄石和安山岩等；

磨细掺料为粘土熟料、石英砂、镁砂、滑石和安山岩等。

这种耐火凝土的最高使用温度为1200℃。

（二）按骨料矿物成分分类

按粗细骨料的化学成分及矿物组成不同，耐火混凝土分为以下三类：

1.铝质耐火混凝土

此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为A12O3，如高铝质耐火材料其含量大于60%。

这种混凝土的特点是耐火度都比较高，一秀都在1800℃以下，甚至更高。

2.硅质耐火混凝土

此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为Si02，如石英砂、焦宝石等含量都较多。

这种混凝土的耐火度一般都在1200℃以下。

3.镁质耐火混凝土

此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为Mgo，如镁铁矿、镁砖、镁砂等。

这种混凝土的耐火度一般在800℃以下。

（三）按堆密度分类

按堆密度的大小不同，耐火混凝土分为以下两类。

1.普通耐火混凝土

此耐火混凝土所用骨料系指一般的石材，如河卵石、石灰岩、碎石等，骨料的松堆密度都较大。

2.轻质耐火混凝土

此耐火混凝土所用骨料系指天然轻骨料（如浮石等）、（人造轻骨料）（如陶粒、珍珠岩等）及工业废渣轻骨料（如煤渣、粒化高炉矿渣等），骨料都较轻，松堆密度小。

耐火混凝土的种类表19-1

混凝土种类

工作温度极限

（℃）

水泥品种

骨料

结构用耐火混凝土耐热混凝土

300

1000

硅酸盐水泥

高铝水泥

普通岩石

细颗粒、碱性火成岩（玄武岩、粗粒玄武岩），经热处理的多孔骨料（砖溶液、膨胀页岩）

普通耐火混凝土

1350

耐火砖

超耐火混凝土

1450

1350-1600

铝酸钙水泥

砖火菱镁矿、碳化硅、矾土、耐火泥

耐火骨料

（四）按用途分类

耐火混凝土按其用途不同分类见表19-1。

第二节耐火混凝土的原材料选择

耐火混凝土的原材料主要有胶凝材料和耐火骨料，主要原材料的性质决定了耐火混凝土的特性和用途。

如能合适地选用材料。

则混凝土能圆满地用于高温的窑炉设备中，可代替耐火砖用于需要复杂形状或用于整体结构中。

为了获得性能良好的耐火混凝土，对原材料应有严格的要求，特别是对水泥和骨料的耐火性需作选择（表19-1），并应根据耐火混凝土处于酸、碱或中性的同使用环境条件，采用与之相适应的原材料。

一、胶凝材料和胶结材料

配制耐火混凝土所用的水泥胶凝材料有硅酸盐类水泥和铝酸类水泥两类。

1.硅酸盐类水泥

（1）水泥性能：

常用的硅酸盐类水泥有硅酸水泥、普通硅酸水泥和矿渣硅酸盐水泥。

其性能除应符合国家标准规定和各项技术指标外，水泥中不得含有石灰类杂质，矿渣硅酸盐水泥中其矿渣掺量不得大于50%。

所有水泥的标号不得低于325号。

①硅酸盐水泥其强度指标见表19-2。

硅酸盐水泥强度指标表19-2

水泥标号

抗压强度（Mpa）

抗折强度（Mpa）

3d

7d

28d

425

425R

525

525R

625

625R

725R

17.7

22.0

22.6

27.0

28.4

32.0

37.0

26.5

-

33.3

42.2

41.7

51.5

61.3

71.1

3.3

4.1

4.9

5.5

6.2

4.5

5.3

6.1

6.3

7.1

7.8

8.6

②普通硅酸盐水泥其强度指标见表19-3

③矿渣硅酸盐水泥其强度指标见表19-4

（2）改善水泥耐火性的措施：

欲改善硅酸盐类水泥的耐火性能和提高耐火混凝土的耐火温度，通常采用掺混合材料的方法。

①为了改善硅酸水泥和普通硅酸盐水泥的耐火性能，在硅酸盐水泥中就适量掺入磨细的矿物掺料。

因为水泥在水化过程中产生的Ca（OH）2在400-595℃高温下将脱水变成CaO，体积收缩。

但是混凝土受热后再冷却时，CaO吸收空气中的水分而消解，产生体积膨胀，从而导致水泥石开裂。

硅酸盐水泥的矿物经水化后，在正常养护条件下，最大的Ca（OH）2析出量约为10%。

为了结合这些Ca（OH）2，约需要12%左右（占水泥用量）的SiO2或27%的粘熟料。

普通硅酸盐水泥的强度指标表19-3

275

325

725

—

11．8

15．7

21．0

20．6

26．0

26．5

31．0

36．0

18．6

24．5

31．4

40．2

27．0

31．9

41．7

51．5

61．3

71．1

2．5

3．3

4．1

4．9

5．5

6．2

3．2

3．6

4．5

5．3

6．1

5．4

6．3

7．1

7．8

8．6

矿渣硅酸盐水泥强度指标表19-4

19．0

23．0

28．0

12．8

14．7

28．4

4．0

4．6

5．2

2．7

7．0

②硅酸盐水泥石中水化硅酸二钙的最大含量约为40%。

欲使硅酸盐水泥配制的水硬性耐火混凝土在高温下不会引起强度剧烈降低，需再掺入适量的SiO2a或粘土熟料的磨细掺料，这种掺料均匀分布在水泥石中，能加速Ca（OH）2及水化硅酸二钙与粘土熟料或SiO2a的固相反应，生成无水的硅酸钙和铝酸钙，关可减少凝胶体脱水收缩。

此外，为了消除游离Ca（OH）2结合生成熔点为1880℃的亚铬酸一钙。

而菱镁矿在高温时不会与硅酸盐水泥石中的矿物起作用而成为高耐火度的方镁石颗粒。

水泥在高温时的熔融物覆盖于方镁石颗粒表面，起着固相颗粒间胶粘剂的作用。

这样，能有效地提高混凝土的耐火度和荷量软化点，并减少高温的烧缩。

2、铝酸盐类水泥

（1）高铝水泥：

又称巩土水泥，其矿物组成是以铝酸钙为主，氧化铝含量约50%的熟料，磨制而成的水硬性胶凝材料。

其强度指标见表19-5，它是一种硬化很快，但凝结时间正常的水泥，其3d龄期强度可达最大强度值的100%左右或达到水泥标号（28d龄期强度值）。

水泥在常温下与水化合反应进行得很快且很剧烈，同时有大量热量放出。

水泥常温水化产物处在亚稳状态，随着时间的推移，这些水化物要向形成稳定的水化物方向转化。

化泥的水化物在高温下分解后可以生成瓷质的材料（二次莫来石），具有良好的耐热性，再与耐火骨料结合则可配制成性能极好的不定形的耐火材料——耐火混凝土。

高铝水泥的强度指标表19-5

1d

35.3

45.1

54.9

64.7

51.6

3.9

5.9

6.9

4.4

5.4

6.4

7.4

高铝水泥是一种相当不纯的铝酸钙混合物，含有许多铁、二氧化硅和铝酸一钙（CA）。

（2）高铝水泥-60：

以倒焰窑生产，水泥的化学成分中A12O3≥60%，耐火度为1520-1550℃，强度见表19-6。

高铝水泥-60的强度指标（实例）表19-6

强度种类

龄期

强度指标

40.0-50.0

60.0-70.0

3.7-4.1

4.4-5.3

（3）高铝水泥-65：

应符合JC236-81《高铝水泥-65》的有关要求。

它是以铝酸钙为主要矿物组成，氧化铝含量约为65%的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料。

其强度和耐火度指标见表19-7。

高铝水泥–65的强度和耐火度指标表19-7

净水泥试

锥耐火度

22．5

1．5

2．0

2．9

3．4

6．4

≮1610

≮1580

（4）纯铝酸钙水泥：

水泥化学成分中A12O3含量为70%-75%，