耐火混凝土

1、耐火度與同材質(zhì)的耐火磚差不多，但由于耐火混凝土（澆注料）未經(jīng)燒結(jié)，初次加熱時(shí)收縮較大，故荷重軟化點(diǎn)比耐火磚略低。盡管如此，從總體上衡量，性能優(yōu)于耐火磚。

2、耐火混凝土優(yōu)于低溫膠結(jié)劑料的作用，常溫耐壓強(qiáng)度較高。同時(shí)因?yàn)槠鲶w的整體性好，爐子的氣密性好，不易變形，外面的爐殼鋼板可以取消，爐子抗機(jī)械震動(dòng)和沖擊的性能比磚的砌體好。例如用于均熱爐的側(cè)墻上部，該處機(jī)械磨損和碰撞都比較厲害，壽命比磚砌的以高了數(shù)倍。

3、熱穩(wěn)定性好，骨料大部分或全部是熟料，膨脹與膠結(jié)料的收縮相抵消，故砌體的熱膨脹相對(duì)來(lái)說(shuō)比磚小，溫度應(yīng)力也小，而且結(jié)構(gòu)中有各種網(wǎng)狀、針狀、鏈狀的結(jié)晶相?？沟蜏囟葢?yīng)力能力強(qiáng)。例如用來(lái)澆注均熱爐爐口及爐蓋，壽命延長(zhǎng)到一年半。

4、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，取消了復(fù)雜的制磚工序?？梢灾瞥筛鞣N預(yù)制塊，并能機(jī)械化施工，大大加快了筑爐速度，比砌磚效率提高十多倍。還可以利用廢磚等作骨料，變廢為利。

耐火混凝土是指工作于900~1600攝氏度的溫度下并保持其物理力學(xué)性能（如有較高的耐火度、熱穩(wěn)定性、荷重軟化點(diǎn)以及高溫下較小的收縮等）的特種混凝土。

耐火混凝土的組成主要包括耐熱骨料、膠凝材料、特殊外加劑以及水。耐熱骨料主要是碎黏土磚、黏土熟料、礬土熟料、碎高鋁耐火磚等；細(xì)骨料有鎂砂、含較高的粉煤灰碎高鋁磚、碎鎂質(zhì)耐火磚、鎂砂、剛玉砂等，起骨架作用。膠凝材料主要有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥高鋁水泥、低鈣鋁酸鹽水泥，起凝結(jié)作用。特殊的外加劑常用的就是減水劑，可以減少拌合混凝土?xí)r的用水量。

由適當(dāng)?shù)哪z凝材料、耐火骨料、摻合料和水按一定比例配制而成的特種混凝土。

能在900℃以上高溫長(zhǎng)期作用下保持所需要的力學(xué)性能。其性質(zhì)取決于所所有骨料、摻合料和膠凝材料的材質(zhì)及其配比。其材質(zhì)、組成與配料與耐火澆注料相似。

耐火骨料可采用重礦渣、碎耐火磚、玄武巖、鋁礬土熟料、燒結(jié)鎂砂等。根據(jù)所用膠凝材料，可分為硅酸鹽水泥耐火混凝土、鋁酸鹽水泥耐火混凝土、水玻璃耐火混凝土、磷酸鹽耐火混凝土、鎂質(zhì)耐火混凝土等。

耐火混凝土中的粒狀料和粉狀料分別稱為骨料和摻合料。混凝土的混合物可采用澆注、振動(dòng)或搗打的方法成型，并根據(jù)膠凝材料的硬化特性（如氣硬性、水硬性、熱硬性等），采用相應(yīng)措施促使其硬化。

主要用于構(gòu)筑工業(yè)窯爐中的整體爐襯和制成預(yù)制塊。其中用于900℃以下的稱為耐熱混凝土，用于工業(yè)窯爐和熱工設(shè)備的基礎(chǔ)與煙囪等。

由耐火集料、粉料和膠結(jié)料加水或其他液體配制不經(jīng)煅燒而直接使用的不定形耐火材料，也稱耐火灌筑材料。它可分為：

①普通耐火混凝土。所用集料有高鋁質(zhì)、粘土質(zhì)、硅質(zhì)、堿性材料(鎂砂、鉻鐵礦、白云石等)或特種材料（碳素、碳化硅、鋯英石等），也可以采用幾種耐火集料組合。

②隔熱耐火混凝土。主要用耐火輕集料配制。所用輕集料有膨脹珍珠巖、蛭石、陶粒、多孔粘土熟料、空心氧化鋁球等，也可用幾種耐火輕集料組合，或與耐火集料共同組合。耐火混凝土所用膠結(jié)料有高鋁水泥、磷酸鹽膠結(jié)料、水玻璃膠結(jié)料、粘土等。

耐火混凝土為不燒制品，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省能源，可按照需要造型,整體性比磚砌爐襯好,適宜于機(jī)械化施工，合理利用時(shí)往往能延長(zhǎng)爐襯壽命。耐火混凝土主要用于冶金、石油、化工、建筑材料、機(jī)械等工業(yè)窯爐中。一般使用溫度為1300～1600°C。使用溫度低于900°C的耐火混凝土稱為耐熱混凝土，主要用于熱工設(shè)備的基礎(chǔ)、煙囪、煙道等構(gòu)筑物中。

耐火混凝土基本參數(shù)

耐火混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，與普通混凝土大同小異，主要包括：膠結(jié)材料的用量、水灰比（水膠比）、摻和料的用量、骨料級(jí)配和砂率。

1、膠結(jié)材料的用量

通常條件下，混凝土骨料的耐火度都比膠結(jié)材料的高，膠結(jié)材料超過(guò)特定范圍時(shí)，隨著膠結(jié)材料用量的增加，混凝土的荷重軟化點(diǎn)降低，殘余變形增大。所以，為提高耐火混凝土的高溫性能，在滿足混凝土施工和易性和常溫強(qiáng)度的條件下，盡量減少膠結(jié)材料的用量。若水泥耐火混凝土在不同使用條件下，水泥用量可在15%左右。對(duì)荷重軟化點(diǎn)和耐火度要求較高，常溫強(qiáng)度要求不高的水泥耐火混凝土，水泥用量應(yīng)控制在12%左右。

2、水灰比或水膠比

水泥耐火混凝土的水灰比增減，對(duì)其強(qiáng)度和殘余變形的影響非常顯著。水灰比的增加，混凝土的強(qiáng)度下降，對(duì)耐火混凝土更為顯著。所以，配制耐火混凝土?xí)r，要盡可能減少用水量，降低水灰比。一般混凝土拌和物的坍落度應(yīng)小于2cm，最好采用干硬性混凝土。膠結(jié)材料為水玻璃的耐火混凝土，水玻璃的模數(shù)應(yīng)控制在2.6～2.8范圍內(nèi)，相對(duì)密度采用1.36～1.40。促硬劑氟硅酸鈉的用量一般為水玻璃用量的10%～12%。用磷酸作膠結(jié)材料的耐火混凝土，磷酸的濃度通常為50%。

3、摻和料的用量

在耐火混凝土中摻加適量的摻和料，能夠明顯改善混凝土的高溫性能，提高混凝土拌和物和易性，還能節(jié)約水泥。從試驗(yàn)結(jié)果可知：對(duì)常溫要求強(qiáng)度不高的耐火混凝土，摻和料的摻量應(yīng)多一些，用量通常為水泥用量的30%～100%，最高能達(dá)300%。

4、骨料級(jí)配和砂率

骨料的用量約占耐火混凝土混合料總量的80%，改善骨料的級(jí)配對(duì)提高耐火混凝土的密實(shí)度和高溫特性都有較好效果。在選擇骨料時(shí)，應(yīng)注意骨料的類別和耐火度，使骨料與膠結(jié)材料相適應(yīng)，還要選擇適宜的粒度。若粒徑過(guò)大，用量過(guò)多，混凝土拌和物的和易性較差，成型困難，使混凝土密實(shí)度下降，在高溫下易于分層脫落。砂率應(yīng)控制在45%左右。

耐火混凝土設(shè)計(jì)步驟

耐火混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)采用經(jīng)驗(yàn)配合比作為初始配合比，通過(guò)試拌調(diào)整，確定適用的配合比。如果用計(jì)算法選擇混凝土的配合比，整個(gè)計(jì)算試配到配合比的確定。

1、配合比的確定

耐火混凝土配合比的確定一般有以下兩種方式：一是按照設(shè)計(jì)圖紙或設(shè)計(jì)通知書(shū)所給定的原材料要求，經(jīng)試拌能滿足施工和易性的要求，即可按此配合比進(jìn)行施工；二是設(shè)計(jì)圖紙中只提出耐火混凝土品種及其技術(shù)要求，可由施工單位按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，按以下程序確定施工。其一，由試驗(yàn)部門(mén)提出擬用配合比及原材料技術(shù)要求，并取樣進(jìn)行試驗(yàn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，向供應(yīng)部門(mén)提出備料配合比，以便于以此配合比購(gòu)進(jìn)各種原材料。二，由材料試驗(yàn)部門(mén)制定施工配合比，在施工現(xiàn)場(chǎng)試拌，若能滿足施工和易性要求，按此配合比進(jìn)行施工。

2、耐火混凝土配制的允許誤差

為了保證耐火混凝土的各項(xiàng)技術(shù)性能滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)其所組成的各種材料的稱量必須嚴(yán)格控制。耐火混凝土配制的各種材料允許誤差，與普通水泥混凝土大致相同，具體要求：一是對(duì)水泥和粉料，其誤差為±1%；二是對(duì)耐火骨料，其誤差為±3%；三是對(duì)水及各種液體膠結(jié)料，其誤差為±1%。