CN102887716A - 自密实耐火混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自密实耐火混凝土，其中，按重量百分比计，包括：水泥25-35%、耐火骨料55-65%、减水剂0.03-0.09%、水8-15%。本发明提供的自密实耐火混凝土，能够在较短时间内大的满足要求的抗压强度、抗折强度等力学性能，浇筑时间大大缩短，提高了施工效率及施工质量。

Description

自密实耐火混凝土

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种自密实耐火混凝土。 

背景技术

混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的总称，通常来说，混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定比例配合，经过搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土。混凝土因具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点，因而使用量越来越大，同时混凝土抗压强度高、耐久性好，强度等级范围宽，不仅广泛应用于土木工程，在造船、机械、海洋开发、地热工程中，混凝土也是重要的材料。 

但现有的混凝土其浇筑时间长，导致施工周期长，降低了施工效率，而且现有的混凝土耐热温度也达不到一些高温环境的要求，抗压强度、抗折强度等力学性能难以满足在复杂苛刻环境下的要求。 

因此，现有技术还有待于改进和发展。 

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自密实耐火混凝土，旨在解决现有的混凝土施工周期长、抗压强度差等问题。 

本发明的技术方案如下： 

一种自密实耐火混凝土，其中，按重量百分比计，包括：

水泥25-35%、耐火骨料55-65%、减水剂0.03-0.09%、水8-15%。

所述的自密实耐火混凝土，其中，所述水泥为铝酸盐水泥。 

所述的自密实耐火混凝土，其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。 

所述的自密实耐火混凝土，其中，按重量百分比计，还包括0.02-0.09%缓凝剂以及0.01-0.06%保塑剂。 

所述的自密实耐火混凝土，其中，所述耐火骨料为高铝矿砂。 

所述的自密实耐火混凝土，其中，按重量百分比计，包括铝酸盐水泥30%、高铝矿砂60%、聚羧酸减水剂0.06%、水9.94%。 

有益效果：本发明提供的自密实耐火混凝土，能够在较短时间内大的满足要求的抗压强度、抗折强度等力学性能，浇筑时间大大缩短，提高了施工效率及施工质量。 

具体实施方式

本发明提供一种自密实耐火混凝土，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明提供的自密实耐火混凝土，其组分为：按重量百分比计，水泥25-35%、耐火骨料55-65%、减水剂0.03-0.09%、水8-15%。 

本发明中的水泥优选采用铝酸盐水泥，例如郑州登封熔料有限公司铝酸盐水泥CA-50-G6，其性能见见表1。 

表1 铝酸盐水泥性能 

从上表可见，所采用的铝酸盐水泥具有较强的抗折强度和抗压强度，这有利于提高制得的混凝土的力学性能。

本发明中，为了进一步提高耐火混凝土的强度，本发明在水泥中添加了外加剂，其主要包括减水剂，该减水剂优选来自中国建筑材料科学研究总院水泥科学与新型建筑材料研究所生产的聚羧酸减水剂，型号为CA6，其减水率为32%。通过添加该减水剂，可保持水泥净浆、砂浆和混凝土工作度不变而显著减少其拌和用水量，并且可显著提高混凝土强度，改善混凝土的抗冻性，抗渗性以及减少水泥用量。 

此外，还可根据需要添加缓凝剂和保塑剂，缓凝剂可以延缓混凝土凝结时间而对后期强度无明显影响，缓凝剂的主要成分为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、高糖木质素磺酸盐，因其兼有减水作用，也称为缓凝减水剂，此外，还可添加氯化锌、硼酸盐、各种磷酸盐等等具有缓凝作用的缓凝剂，并提高耐久性。缓凝剂的添加量为总的混凝土的用量的0.02～0.09%，按重量百分比计。缓凝剂适用于高温条件下连续灌筑混凝土、大体积混凝土、预拌混凝土以及泵送混凝土。 

保塑剂适用于高温季节施工、远距离运输、超高程泵送、现场浇注混凝土、大体积混凝土、自流平混凝土、高强、高性能混凝土等。 

保塑剂的减水率在2.5~3.5%，添加量一般为总的混凝土的0.01~0.06%，按重量百分比计。如果将保塑剂与萘系高效减水剂混合使用效果更好，例如添加量为0.05%的保塑剂与添加量为0.75%的萘系高效减水剂负荷使用，制备的自密实耐火混凝土抗折强度、抗拉强度、弹性模量、与钢筋的粘结力等力学性能均有较大提高，适用于硅酸盐水泥（上述添加量均为占总的混凝土的比例）。 

本发明中的耐火骨料是指在不定性耐火材料组成中起骨架作用的致密质耐火颗粒原料，粒径在3mm以上的颗粒料称为粗骨料，粒径小于3mm的颗粒料称为细骨料。按耐火骨料的材质可以分为粘土质、高铝质、硅质、碱性、特殊骨料等主要品种，本发明中选用高铝矿砂作为耐火骨料，其属于高铝质的耐火骨料，其能够明显提高耐火混凝土的耐火性能。 

 耐火骨料需要经过一些预处理以制备成不同粒径的骨料，例如粗碎、中碎或细碎。

粗碎一般采用颚式破碎机或反击式破碎机； 

中碎或细碎采用圆锥式破碎机或对锟式破碎机，破碎后再经过筛分制得各种粒径骨料，除了用于大体积热工设备内衬外，最大粒径不宜超过15mm，而耐火骨料的形状可以是纤维状、针状、薄片状、立方体形状或球状。本发明中，粒径0~3mm的耐火骨料的吸水率为3.3%，3~5mm的耐火骨料的吸水率为7.3%，5~10mm的耐火骨料的吸水率为4.1%。

发明人首先在实验室按照配方比例进行了试配工作，实验结果为3天的龄期抗压强度达到40.0MPa，经1200℃灼烧后，剩余强度21.9 MPa，也完全满足了设计要求。所述的配方为：按重量百分比计，水泥30%、耐火骨料60%、减水剂0.06%、水9.94%，所述的配方还可以是：按重量百分比计，水泥30%、耐火骨料60%、萘系减水剂0.75%、水9.18%、0.02%缓凝剂和0.05%保塑剂。 

按照上述配比，进行足尺寸支墩浇注，并预留了试件在44天时灼烧，结果见表2，从表2中可知，灼烧温度越高，剩余的抗压强度越低，但在1200℃灼烧后，剩余的抗压强度也能保持在26.8MPa，因而，本发明的自密实耐火混凝土能够在高温条件下满足一定的强度要求。 

表2 不同条件下自密实耐火混凝土的抗压强度测试结果 

 实施例

2#电炉基础柱子高2.17m，柱顶设20mm预埋钢板，上设工字钢。工字钢安装精度要求，整个101棵柱顶部预埋钢板标高不可有正误差，同时负误差应控制在2mm以内。由于场地空间有限，不可采用泵送等机械手段。

按照配方比例添加的水泥、耐火骨料、外加剂、水必须经过准确计量后才能投入搅拌机，计量误差应符合下列要求水泥、水、外加剂的计量误差在±1%以内，而耐火骨料的计量误差在±2%以内。本实施例采用机械现场搅拌，搅拌机搅拌前进行彻底清洗，搅拌时间定为180秒，投料顺序为先下耐火骨料，搅拌15s后，再下水泥搅拌，然后加入外加剂和水，搅拌时间不少于三分钟，以确保混凝土拌合物搅拌均匀，同时必须使混凝土拌合物的颜色达到均匀为宜。              

施工浇注过程中，对混凝土原材料检测、混凝土施工配合比的签发、现场搅拌、运输等待、浇注前混凝土性能指标现场检测、浇注速度等各环节严格控制，混凝土坍落度≥230mm，采用人工运送施工，浇注历时三天。最终完成了C30自密实耐火混凝土2#电炉基础柱的施工浇注。工地成型试块6组，全部合格，其中三组的28天平均强度达到74.77MPa，另三组养护35天1200℃烧后抗压强度平均为28.17 MPa，达到设计强度等级的141%。实践证明，与传统的耐热混凝土施工方法相比，本实施例中采用的早强流态耐热混凝土技术，仅在养护时间上此次就提前了十二天，缩短了浇筑时间。

综上所述，本发明提供的自密实耐火混凝土，能够在较短时间内大的满足要求的抗压强度、抗折强度等力学性能，浇筑时间大大缩短，提高了施工效率及施工质量。 

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (6)

1.一种自密实耐火混凝土，其特征在于，按重量百分比计，包括：

水泥25-35%、耐火骨料55-65%、减水剂0.03-0.09%、水8-15%。

2.根据权利要求1所述的自密实耐火混凝土，其特征在于，所述水泥为铝酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的自密实耐火混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

4.根据权利要求1所述的自密实耐火混凝土，其特征在于，按重量百分比计，还包括0.02-0.09%缓凝剂以及0.01-0.06%保塑剂。

5.根据权利要求1所述的自密实耐火混凝土，其特征在于，所述耐火骨料为高铝矿砂。

6.根据权利要求1所述的自密实耐火混凝土，其特征在于，按重量百分比计，包括铝酸盐水泥30%、高铝矿砂60%、聚羧酸减水剂0.06%、水9.94%。