耐火混凝土.docx

耐火混凝土是一种能长期承受高温作用（2C以上），并在高温下保持所需 要的物理力学性能（如有较高的耐火度、热稳定性、荷重软化点以及高温下较小 的收缩等）的特种混凝土。它是由耐火骨料（粗细骨料）与适量的胶结料（有时 还有矿物掺合料或有机掺合料）和水按一定比例配制而成。耐火混凝土按其胶结 料不同，有水泥耐火混凝土和水玻璃耐火混凝土等；按其骨料的不同，有粘土熟 料耐火混凝土、高炉矿渣耐火混凝土和红砖耐火混凝土等。
1耐火混凝土的组成材料
1. 配制耐火混凝土用的普通水泥、矿渣水泥或矾土水泥，除应符合国家现 行水泥标准外，并应符合下列要求：
（1）普通水泥中不得掺有石灰岩类的混合材料；
（2）用矿渣水泥配制极限使用温度为9C的耐火混凝土时，水泥中水渣 含量不得大于50%。
2. 配制水玻璃耐火混凝土用的水玻璃和工业氟硅酸钠的技术要求：
（1）水玻璃的相对密度以1.38~1.伪宜，模数在2.6~2.8之间，允许采用可 溶性硅酸钠（硅酸盐块）作成的水玻璃；
（2）工业氟硅酸钠，其纯度按重量计应不少于95%;氟硅酸钠含水率不得 大于1%；其颗粒通过0.125mm筛孔的筛余量应不大于10%。
3. 耐火混凝土掺合料和骨料的技术要求见表1。
耐火混凝土掺合料和骨料的技术要求 表1
种类
掺合料49孔筛通过 量
不少于（％）
骨料颗粒级配（累计筛余按重量计）（%）
粗骨料粒径（mm ）
细骨料粒径（mm ）
水泥胶结
料耐火混
凝土
水玻璃耐
火混凝土
25
10
5
5
1.2
0.15
粘土质
粘土熟料
70
50
0~5
30~60
90~1
0~10
20~55
90~1
粘土砖
70
50
0~5
30~60
90~1
0~10
20~55
90~1
红砖
70
_
0~5
30~60
90~1
0~10
20~55
90~1
高铝质
高铝砖
70
_
0~5
30~60
90~1
0~10
20~55
90~1
矶土熟料
70
_
0~5
30~60
90~1
0~10
20~55
90~1
镁质
冶金镁砂
_
70
_
0~5
90~1
0~10
20~55
90~1
镁砖
_
70
_
0~5
90~1
0~10
20~55
90~1
粉煤灰
85
_
_
_
_
_
_
_
高炉重矿渣
_
_
0~5
30~60
90~1
0~10
20~55
90~1

种类
化学成分含量（%）
备注
MgO
SiO2
Al2O3
CaO
Fe2O3
SO3
烧失 量

粘土 质
粘土熟料

>30

<5.5
<
0.3

熟料煅烧温度不低于
1350C
粘土砖

>30

已用过的砖应除去表面 熔渣和杂质
红砖

已用过的砖应除去表面 熔渣和杂质，且强度等级 应不大于MU10
高铝 质
高铝砖

>65

已用过的砖应除去表面 熔渣和杂质
矶土熟料

>48

熟料煅烧温度不低于
1450C
镁质
冶金镁砂
>87
<4

<5

<0.5
使用前必须经过碳化处 理（注1）
镁砖
>87

<3.5

不得使用已使用过的镁 质制品
粉煤灰

>20

<4
<8

高炉重矿渣

<4.5

应具有良好的安定性，不 允许有大于25mm 的玻 璃质颗粒
注：1.冶金镁砂碳化处理方法：将掺合料或破碎的骨料，铺成5~10cm厚一层，用水湿润后， 盖上潮湿的麻袋，并在15~25，C的温度下搁置5d。
2. 对钢筋设置不密的厚大结构，允许采用最大粒径为40mm的粗骨料。
3. 掺合料的含水率不得大于1.5%。
2耐火混凝土的配合比
耐火混凝土配合比的选择，应根据混凝土的强度、极限使用温度和使用条件、 材料来源及经济效益等加以综合考虑。各种耐火混凝土的材料组成、极限使用温 度和适用范围，见表2。极限使用温度7C以下的施工参考配合比见表3。
耐火混凝土的组成材料、极限使用温度和适用范围 表2
耐火混凝 土名称
极限使
用温度
(°C)
材料组成及用量(kg/m3)
混凝土 最低强 度等级
适用范围
胶结料
掺合料
粗细骨料
普通水泥 耐火混凝 土和矿渣 水泥耐火 混凝土
7
普通水泥 (13~4 )
水渣、粉煤灰 (150~3 )
高炉重矿渣、红 砖、安山岩、玄 武岩
(13~18 )
C15
温度变化不剧 烈，无酸、碱侵蚀 的工程
矿渣水泥
(350~450 )
水渣、粘土熟
料、粘土砖
(0~2 )
高炉重矿渣、红 砖、安山岩、玄 武岩
(14~19 )
C15
温度变化不剧 烈，无酸、碱侵蚀 的工程
9
普通水泥
(3~4 )
耐火度不低 于16 C的 粘土熟料、粘 土砖
(150~3 )
耐火度不低于 1610 C粘土熟 料、粘土砖 (14~16 )
C15
无酸碱侵蚀的工 程
矿渣水泥
(3~4 )
耐火度不低 于1670 C的 粘土熟料、粘 土砖
(1~2 )
耐火度不低于 1610 C粘土熟 料、粘土砖 (14~16 )
C15
无酸碱侵蚀的工 程
12
普通水泥
(3~4 )
耐火度不低 于1670 C粘 土熟料、粘土 砖、矶土熟料 (150~3 )
耐火度不低于 1670 C粘土熟 料、粘土砖、矶 土熟料
(14~16 )
C20
无酸碱侵蚀的工 程
矶土水泥
耐火混凝 土
13
矶土水泥
(3~4 )
耐火度不低 于1730 C粘 土熟料、矶土 熟料
(150~3 )
耐火度不低于 1730 C的粘土 砖、矶土熟料、 高铝砖
(14~17 )
C20
宜用于厚度小于 4mm的结构， 无酸碱侵蚀的工 程

水玻璃耐 火混凝土
6
水 玻 璃 (3~4 )加 氟硅酸钠(占 水玻璃重量的 12%~15%)
粘土熟料、粘 土砖、石英石 (3~6 )
安山岩、玄武
岩、辉绿岩
(1550~1650 )
C15
可用于受酸(氢 氟酸除外)作用 的工程，但不得 用于经常有水燕 气及水作用的部 位
9
水 玻 璃 (3~4 )加 氟硅酸钠(占 水玻璃重量的 12%~15%)
耐火度不低 于1670 C粘 土熟料、粘土 砖
(3~6 )
耐火度不低于 1610 C的粘土 熟料、粘土砖
(12~13 )
C15
可用于受酸(氢 氟酸除外)作用 的工程，但不得 用于经常有水蒸 气及水作用的部 位
12
水 玻 璃 (3~4 )加 氟硅酸钠(占 水玻璃重量的 12%~15%)
一等冶金镁 砂或镁砖(见 注2)
(5~6 )
一等冶金镁砂
或镁砖
(17~18 )
C15
可用于受氯化 钠、硫酸钠、碳酸 钠、氟化钠溶液 作用的工程，但 不得用于受酸作 用及有水蒸气及 水作用的部位
注：1.表中所列极限使用温度为平面受热时的极限使用温度，对于双面受热或全部受热的结 构，应经过计算和试验后确定。

2. 用镁质材料配制的耐火混凝土宜制成预制砌块，并在40~60，C的温度下烘干后使用。
3. 耐火混凝土的强度等级以1mm x 1mm x 1mm试块的烘干，抗压强度乘以0.9 系数而得。
4. 用水玻璃配制的耐火混凝土，及用普通水泥和矿渣水泥配制的耐火混凝土，必须加入 掺合料；矶土水泥配制的耐火混凝土也宜加掺合料。
5. 极限使用温度在350C及350C以上的普通水泥和矿渣水泥耐火混凝土，可不加掺合 料。
6. 极限使用温度为7C的矿渣水泥耐火混凝土，如水泥中矿渣含量大于50%，可不加 掺合料。
7. 按上述各项要求，由试验室确定施工配合比。
耐火( 7C以下)混凝土参考配合比表3
混凝土强 度等级
配合比(kg/m3 )
水
水泥
耐火砖砂(红砖 砂)
(0.15 5mm )
耐火砖块(红砖 块)
(5 25mm )
粉煤灰
标号
用量
C15
4
矿渣32.5
350
( 484 )
(591)
150
C20
232
矿渣32.5
340
850
918

C20
3
普通32.5
350
810
990

C20
236
矿渣32.5
393
707
983

注：1.表中配合比适用于极限使用温度7C以下。
2.混凝土坍落度：用机械振捣时应不大于2cm，用人工捣固时不大于4cm。
3耐火混凝土施工要点
1. 耐火混凝土拌制应按下列规定进行：
(1) 拌制水泥耐火混凝土时，水泥和掺合料必须拌合均匀。拌制水玻璃耐 火混凝土时，氟硅酸钠和掺合料必须预先混合均匀。混凝土宜用机械搅拌。
(2) 水玻璃耐火混凝土拌制要求与水玻璃耐酸混凝土相同，应遵守下列规 定：
1) 粉状骨料应先与氟硅酸钠拌合，再用筛孔为2.5mm的筛子过筛两次；
2) 干燥材料应在混凝土搅拌机中预先搅拌2min，然后再加入水玻璃；
3) 搅拌时间，自全部材料装入搅拌机后算起，应不少于2min;
4) 每次拌制量，应在混凝土初凝前用完，但不超过30min。
(3) 耐火混凝土的用水量(或水玻璃用量)在满足施工要求条件下应尽量 少用，其坍落度应比普通混凝土相应地减少1~2cm ,如用机械振捣，可控制在2cm 左右，用人工捣固，宜控制在4cm左右。
(4) 耐火混凝土的搅拌时间应比普通混凝土延长1~2min，使混凝土的混合 料颜色达到均匀为止。
2. 耐火混凝土浇筑应分层进行，每层厚度为25~30cm。
3. 耐火混凝土的养护应遵守下列规定：
(1) 水泥耐火混凝土浇筑后，宜在15~25 °C的潮湿环境中养护，其中普通水 泥耐火混凝土养护不少于7d,矿渣水泥耐火混凝土不少于14d,矾土水泥耐火混 凝土一定要加强初期养护管理，养护时间不少于3d。
(2) 水玻璃耐火混凝土宜在15~30C的干燥环境中养护3d,烘干加热，并 需防止直接曝晒而脱水快，产生龟裂，一般为10~15d即可吊装。
(3) 水泥耐火混凝土在气温低于+7 C和水玻璃耐火混凝土在低于+10 C的 条件下施工时，均应按冬期施工执行，并应遵守下列规定：
1) 水泥耐火混凝土可采用蓄热法或加热法(电流加热、蒸汽加热等)，加热 时普通水泥耐火混凝土和矿渣水泥耐火混凝土的温度不得超过60C,矾土水泥 耐火混凝土不得超过30C;
2) 水玻璃耐火混凝土的加热只许采用干热方法，不得采用蒸养，加热时混
凝土的温度不得超过60C;
3) 耐火混凝土中不应掺用化学促凝剂。
(4) 用耐火混凝土浇筑的热工设备，必须在混凝土强度达到设计强度的70% 时(自然养护时，并在不少于上述3. ( 1)及3. (2 )的规定养护龄期后)，方准 进行烘烤。烘烤制度见表4。
耐火混凝土烘烤制度表4
烘烤温度(°C)
常温~250
(升温)
250~3 （恒温）
3~7 （升温）
7-使用温度
(降温)
升温速度(C/h)
15~20

150~2

加热时间占烘烤时间的百分率 (%)
45
40
10
5

4耐火混凝土的检验项目和技术要求
耐火混凝土的检验项目和技术要求见表5。
耐火混凝土的检验项目和技术要求 表5
极限使用温度
检验项目
技术要求
< 7C
混凝土强度等级
加热至极限使用温度并经冷却后的强度
》设计强度等级
>45%烘干抗压强度
9C
混凝土强度等级
残余抗压强度：
(1)水泥胶结料耐火混凝土
(2 )水玻璃耐火混凝土
》设计强度等级
>30%烘干抗压强度，不得出现裂缝
>70%烘干抗压强度.不得出现裂缝
12C
13C
混凝土强度等级
残余抗压强度：
(1)水泥胶结料耐火混凝土
(2 )水玻璃耐火混凝土
(3) 加热至极限使用温度后的线收缩：
1) 极限使用温度为12C时
2) 极限使用温度为13C时
(4) 荷重软化温度(变形4%)
>设计强度等级
>30%烘干抗压强度，不得出现裂缝
>50%烘干抗压强度.不得出现裂缝
<0.7%
<0.9%
>极限使用温度
注：如设计对检验项目及技术要求另有规定时，应按设计规定进行。