CN101712542A - 一种耐热混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐热混凝土，该混凝土包括以下重量百分比的原料：水泥8-30％，由高炉水淬矿渣和/或铁矿围岩构成的骨料50-88％，由粉煤灰和/或矿渣粉构成的填充料2-14％。该耐热混凝土标养28天后，让温度达到700℃，其强度损失率相对110℃仅小于30％，同时检测到从110℃加热到700℃后的质量损失率在10％以内，线变化率仅在1％以内，可满足于耐热度为700℃的施工要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐热混凝土，尤其是涉及一种可耐200-700℃高温的混凝土。
背景技术
传统的混凝土是由水泥构成的胶凝材料，砂、石构成的粗细骨料，以及其他外加剂按照适量的比例配制而成的人工石材，其中砂通常由河砂构成，石通常由石灰岩碎石、石英质碎石、卵石等构成。该种混凝土在硬化后，虽然能形成一个坚实的整体，但含有一定量的氢氧化钙，而氢氧化钙在500℃的高温下会分解成氧化钙和水，即氢氧化钙在温度为500℃的氛围内脱水可使体积缩小，随后所生成的氧化钙体积又会迅速膨胀，据检测，混凝土在500℃氛围内，其强度能下降50％；含有石英的粗、细骨料在573℃时体积可膨胀原来的1.3-1.5倍，致使混凝土产生胀裂而破坏。另外，当该种混凝土在温度为800℃的氛围内时，其内的水化硅酸钙(C-S-H)会脱水，据检测，混凝土在800℃的氛围内时，其强度会完全丧失。
冶金行业的高炉、转炉、焦炉的基础部位和发电厂烟囱的内衬部位是由混凝土灌筑而成的，但由于高炉、转炉、焦炉的基础部位和发电厂烟囱的内衬部位通常要承受200-700℃高温下的荷载，所以，上述这些部位不能采用传统的混凝土灌筑，而须采用耐高温混凝土灌筑。
在现有技术中，耐高温混凝土通常采用水泥或水玻璃作为胶凝材料，采用耐火砖块为粗骨料，采用含较高氧化铝的耐火砂或耐火砖粉为细料。该种混凝土虽然能耐900？300℃的高温，用其灌筑高炉、转炉、焦炉的基础部位和发电厂烟囱的内衬部位以延续多年，成为传统工艺。但由于耐火砖、高铝砖的强度一般较低，所以，使用该种混凝土灌筑上述部位，其强度达不到预定要求(一般低于C20)；同时因为耐火砖块为粗骨料和高铝砖粉细骨料的孔隙率大、吸水性强，如加大用水量，势必会改变水灰比，使其强度降低，在灌筑时不易泵送，所以，该种耐高温混凝土在使用时还存在许多问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用高炉炼铁和开采铁矿石过程中所产生的废料制作的耐热混凝土，以解决上述强度低和不易泵送施工等问题。
本发明所提出的耐热混凝土包括以下重量百分比的原料：水泥80-30％，由高炉水淬矿渣和/或铁矿围岩构成的骨料50-88％，由粉煤灰和/或矿渣粉构成的填充料2-14％。其中的铁矿围岩是指矿体周围的岩石，该种岩石是炼铁中没有使用价值或不能被利用的部分，且是不含石英质的火成岩，以及不能混有沉积岩。
所述骨料中铁矿围岩与高炉水淬矿渣之间的重量比为1∶0.5-1。
所述铁矿围岩中石英的重量含量在0-5％之间，其颗粒直径小于25毫米；高炉水淬矿渣是采用印巴法生产的炉前水淬矿渣，该种渣的水碎充分、颗粒均匀，其中所含的氧化铁的重量含量小于1.5％。
所述混凝土中还添加有重量含量是水泥0.5？％减水剂。
所述填充料中粉煤灰和矿渣粉之间的重量比为1∶0.1-1。
本发明采用炉前充分水淬的水淬矿渣为细骨料，它含有大量的活性SiO2，与混凝土中的Ca(OH)2逐渐发生反应生成水化硅酸钙，不仅提高耐热温度，而且减少脱水Ca(OH)2的数量及减少膨胀的CaO数量，常规同强度混凝土试样烧至400℃时出现裂纹，500℃时出现崩裂和局部脱落，采用本发明所述的混凝土耐热度可达700℃，比常规混凝土耐热度提高了300℃。
表1是以强度为25Mpa耐热混凝土为例检测出的数据。表1给出对该混凝土标准养护不同时间所检测的强度值，其中的字母d表示天数，标养指的是标准养护。从表1中的检测结果可以看出，标养28天以后，该混凝土的强度与现有混凝土基本相同，其变化率不是很大，而标养28天以后，当温度达到700℃后，其强度损失率相对110℃仅小于30％，现有技术中认为，强度损失率在50-60％属于合格产品。另外，同时检测到从110℃加热到700℃后的质量损失率在10％以内，线变化率仅在1％以内(表1中没有给出)。从上述检测并结合表1可以看出，该混凝土强度损失率和质量损失率，以及线变化率与现有技术相比较均大大降低，而这些指标降低的原因是因为水淬渣中活性SiO2的作用，据此说明该种混凝土组织在700℃时，其晶格及结构未有明显改变，水化硅酸钙未达到脱水的温度，故强度损失较小。
由于骨料耐热度可达700℃，故此本专利提供的耐热混凝土配合比满足耐热度700℃的施工要求。
表1
具体实施方式
实施例1
取8千克水泥，88千克高炉水淬渣或铁矿围岩或44千克高炉水淬渣和44千克铁矿围岩，0.04千克减水剂，4千克粉煤灰或矿渣粉或2千克粉煤灰和2千克矿渣粉，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例2
取30千克水泥，56千克高炉水淬渣或铁矿围岩或30千克高炉水淬渣和26千克铁矿围岩，0.6千克减水剂，14千克粉煤灰或矿渣粉或10千克粉煤灰和4千克矿渣粉，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例3
取15千克水泥，75千克高炉水淬渣或铁矿围岩或50千克高炉水淬渣和25千克铁矿围岩，0.4千克减水剂，10千克粉煤灰或矿渣粉或9千克粉煤灰和1千克矿渣粉，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例4
取28千克水泥，70千克高炉水淬渣或铁矿围岩或50千克高炉水淬渣和20千克铁矿围岩，0.4千克减水剂，2千克粉煤灰或矿渣粉或1千克粉煤灰和1千克矿渣粉，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例5
取9千克水泥，30千克高炉水淬渣，44千克铁矿围岩，0.08千克减水剂，10千克粉煤灰，7千克矿渣，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例6
取10千克水泥，48千克高炉水淬渣，32千克铁矿围岩，0.2千克减水剂，10千克矿渣，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例7
取20千克水泥，31千克高炉水淬渣，42千克铁矿围岩，0.4千克减水剂，7千克矿渣，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例8
取18千克水泥，40千克高炉水淬渣，30千克铁矿围岩，0.4千克减水剂，7千克粉煤灰，5千克矿渣，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例9
取14千克水泥，31千克高炉水淬渣，41千克铁矿围岩，0.4千克减水剂，6千克粉煤灰，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入水搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
实施例10
取16千克水泥，30千克高炉水淬渣，40千克铁矿围岩，0.4千克减水剂，5千克粉煤灰，将上述原料加工成细粉混合均匀，再加入搅拌均匀，就得到本发明所述的耐热混凝土。
在实施例1-10，所述铁矿围岩中石英的重量含量在0-5％之间，其颗粒直径小于25毫米；高炉水淬矿渣是采用印巴法生产的炉前水淬矿渣，其中所含的氧化铁的重量含量小于1.5％。
Claims (5)
1.一种耐热混凝土，其特征在于：该混凝土包括以下重量百分比的原料：水泥8-30％，由高炉水淬矿渣和/或铁矿围岩构成的骨料50-88％，由粉煤灰和/或矿渣粉构成的填充料2-14％。
2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于：所述骨料中铁矿围岩与高炉水淬矿渣之间的重量比为1∶0.5-1。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土，其特征在于：所述铁矿围岩中石英的重量含量在0-5％之间，其颗粒直径小于25毫米；高炉水淬矿渣是采用印巴法生产的炉前水淬矿渣，其中所含的氧化铁的重量含量小于1.5％。
4.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于：所述混凝土中还添加有重量含量是水泥0.5？％减水剂。
5.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于：所述填充料中粉煤灰和矿渣粉之间的重量比为1∶0.1-1。
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
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