耐热

耐热（耐火）混凝土

一、用途

热环境混凝土工程；高炉出铁场基础；其它热荷设备基础垫层

二、特性

早强高强—— 1d 强度可达15MPa ；

耐高温——最高使用温度可达1200 ℃。

三、用法

开包后按比例加水机器或人工搅拌成砂浆即可浇注施工；搅拌好的砂浆应在40min内用完。

四、贮存

50㎏/袋标准防潮包装干燥存放3个月。

五、技术指标

型号

抗压强度MPa

最高使用温度℃

浇注用量㎏/m 3

临界粒度

1d

28d

600 ℃烧后

M-1

≥ 15

≥ 30

≥ 40

800

2200

5 ～15 ㎜

（粒度可调整）

M-2

≥ 15

30

≥ 45 （1100 ℃）

1200

2200

六、耐热混凝土的定义、分类和应用

耐热混凝土是一种能长期承受高温作用（200 ℃以上），并在高温作用下保持所需的物理力学性能的特种混凝土。而代替耐火砖用于工业窑炉内衬的耐热混凝土也称为耐火混凝土。

根据所用胶结料的不同，耐热混凝土可分为：硅酸盐耐热混凝土；铝酸盐耐热混凝土；磷酸盐耐热混凝土；硫酸盐耐热混凝土；水玻璃耐热混凝土；镁质水泥耐热混凝土；其他胶结料耐热混凝土。

根据硬化条件可分为：水硬性耐热混凝土；气硬性耐热混凝土；热硬性耐热混凝土。

耐热混凝土已广泛地用于冶金、化工、石油、轻工和建材等工业的热工设备和长期受高温作用的构筑物，如工业烟囱或烟道的内衬、工业窑炉的耐火内衬、高温锅炉的基础及外壳。

耐热混凝土与传统耐火砖相比，具有下列特点：

1 、生产工艺简单，通常仅需搅拌机和振动成型机械即可；

2 、施工简单，并易于机械化；

3 、可以建造任何结构形式的窑炉，采用耐热混凝土可根据生产工艺要求建造复杂的窑炉形式；

4 、耐热混凝土窑衬整体性强，气密性好，使用得当，可提高窑炉的使用寿命；

5 、建造窑炉的造价比耐火砖低；

6 、可充分利用工业废渣、废旧耐火砖以及某些地方材料和天然材料。

七、硅酸盐耐热混凝土

硅酸盐耐热混凝土所用的材料主要有硅酸盐水泥、耐热骨料、掺合料以及外加剂等。

1 、原材料要求

(1) 硅酸盐水泥

可以用矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为其胶结材料。一般应优先选用矿渣硅酸盐水泥，并且矿渣掺量不得大于50 ％。如选用普通硅酸盐水泥，水泥中所掺的混合材料不得含有石灰石等易在高温下分解和软化或熔点较低的材料。

此外，因为水泥的耐热性远远低于耐热骨料及耐热粉料，在保证耐热混凝土设计强度的情况下，应尽可能减少水泥的用量，为此，要求水泥的强度等级不得低于32.5MPa 。

用上述两种水泥配制的耐热混凝土最高使用温度可以达到700 ～800 ℃。其耐热机理是：硅酸盐水泥熟料中的 C 3 S 和 C 2 S 的水化产物Ca(OH) 2 在高温下脱水，生成的CaO 与矿渣及掺合料中的活性SiO 2 和A1 2 O 3 又反应生成具有较强耐热性的无水硅酸钙和无水铝酸钙，使混凝土具有一定的耐热性。

(2) 耐热骨料

普通混凝土耐热性不好的主要原因是一些水泥的水化产物为Ca(OH) 2 ，水化铝酸钙在高温下脱水，使水泥石结构破坏而导致混凝土碎裂；另一个原因是常用的一些骨料，如石灰石、石英砂在高温下发生较大体积变形，还有一些骨料在高温下发生分解，从而导致普通混凝土结构的破坏，强度降低。因此，骨料是配制耐热混凝土一个很关键的因素。

常用的耐热粗骨料有碎黏土砖、黏土熟料、碎高铝耐火砖、矾土熟料等；细骨料有镁砂、碎镁质耐火砖、含A12O3 较高的粉煤灰等。

(3) 掺合料

掺合料的作用主要有两个：一是可增加混凝土的密实性，减少在高温状态下混凝土的变形；二是在用普通硅酸盐水泥时，掺合料中的A12O3 和SiO 2 与水泥水化产物Ca(OH) 2 的脱水产物CaO 反应形成耐热性好的无水硅酸钙和无水铝酸钙，同时避免了Ca(OH) 2 脱水引起的体积变化。所以，掺合料应选用熔点高、高温下不变形且含有一定数量A12O3 的材料。

目前耐热混凝土中常用的掺合料及其技术质量要求如表 1 所示。

表 1 硅酸盐耐热混凝土常用掺合料及其技术质量要求

掺合料名称

掺合料细度

（0.08mm 方孔筛筛余）

掺合料化学成分／％

最高使用温度／℃

水泥耐热混凝土

A12O3

SiO2

MgO

CaO

Fe2O3

SO3

烧失量

黏土砖粉

黏土熟料粉

高铝砖粉

矾土熟料粉

镁砂粉

煤砖粉

粉煤灰

矿渣粉

<70 ％

<70 ％

<70 ％

<70 ％

----

----

<8.5 ％

<8.5 ％

≥ 30

≥ 30

≥ 65

≥ 48

≥ 70

≥ 20

≤ 4

≥ 87

≥ 87

≤ 5

≤ 5

≤ 5.5

≤ 0.3

≤ 4

≤ 0.5

≤ 5

≤ 900

≤ 900

1300

1300

1450

1450

1250

1250

硅酸盐水泥耐热混凝土配制时，可掺加减水剂以降低W/C ，减少混凝土结构内部的孔隙率。减水剂宜采用非引气型。

2 、硅酸盐水泥耐热混凝土的配合比

该品种耐火混凝土的配合比设计用计算法比较繁琐，一般常采用经验配合比为初始配合比，再通过试配调整，得到适用的配合比。表2 为硅酸盐水泥耐火混凝土的常用配合比，可供实际施工参考。

表 2 硅酸盐水泥系列耐热混凝土常用配合比/ （kg/m 3 ）

水泥

掺合料

粗骨料

细骨料

水

强度等级

最高工作度/ ℃

品种

用量

品种

用量

品种

用量

品种

用量

硅酸盐水泥

硅酸盐水泥

硅酸盐水泥

矿渣水泥

普通硅酸盐水泥

340

320

350

480

360

黏土熟料粉

红砖

矿渣粉

粉煤灰

粉煤灰

300

320