CN103553651A - 一种耐热混凝土 - Google Patents

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闫静安
雷宝刚
王浩
刘晓奎
陈晓焕
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Abstract

一种耐热混凝土，其特征在于它是以粉煤灰陶粒作为粗骨料、高炉水淬矿渣作为细骨料配制而成的，完全可以代替现有技术中须用火成岩类粗细骨料来配制耐热混凝土，所检指标符合耐热混凝土要求的各项性能指标。

Description

一种耐热混凝土
技术领域
本发明涉及一种耐热混凝土，即粉煤灰陶粒作为粗骨料、高炉水淬矿渣作为细骨料配制耐热混凝土技术。
背景技术
现有技术中耐热混凝土粗细骨料为玄武岩、安山岩、辉绿岩、花岗岩等火成岩类骨料。由于地区差异和地质影响配制耐热混凝土的地方材料，不可能都符合相关标准所规定的技术指标要求，在我国部分地区，不产用于配制耐热混凝土的花岗岩、辉绿岩、玄武岩等火成岩类骨料，这样就须从外地采运，势必增加耐热混凝土的生产成本。
粉煤灰陶粒多以工业废料粉煤为主要原料，加入一定量胶结料和水，经加工成球、烧结而成的，其粒径为5mm以上的轻粗骨料称为烧结粉煤灰陶粒。目前粉煤灰陶料多用于轻骨料混凝土和保温用的轻骨料混凝土中。
高炉水淬矿渣是炼铁高炉出铁时所产生的副产品。上世纪，高炉矿渣经空气自然冷却或经热泼淋水处理后得到的渣成为高炉重矿渣，经破碎、筛分成为重矿渣碎石，可代替天然碎石用于混凝土中。由于高炉重矿渣成渣工艺污染环境，占地大的原因，本世纪采用拉萨法、印巴法等新型造渣工艺，即炉前水淬渣取代了重矿渣，称为高炉水淬矿渣。这种新型水淬矿渣外观类似河砂，颗粒均匀，原状粒径在5mm以下，大约生产1吨生铁，同时产约0.3吨水渣。高炉矿渣中主要的化学成分是SiO2，Al2O3，CaO，MgO，MnO，FeO，S等。在高炉矿渣中CaO，SiO2，Al2O3占重量的90%以上。目前，随着炼铁造渣工艺的改进和环境保护的严格要求，使高炉水淬矿渣产量逐渐增加。同时，水泥产量随着国家对水泥产能调控政策的贯彻逐年下降，使原状的、未经磨细的高炉水淬矿渣可逐步应用于混凝土中。
申请人在对粉煤灰陶粒、高炉水淬矿渣进行实验研究时，发现粉煤灰陶粒、高炉水淬矿渣可完全替代现有耐热混凝土中的火成岩类骨料，配制满足不同等级的耐热混凝土。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种耐热混凝土技术，以粉煤灰陶粒作为粗骨料、高炉水淬矿渣作为细骨料配制耐热混凝土，完全代替现有技术中须用火成岩类粗细骨料来配制耐热混凝土，所检耐热混凝土符合耐热度要求的各项性能指标。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种耐热混凝土，它是以粉煤灰陶粒作为粗骨料、高炉水淬矿渣作为细骨料配制而成的。
上述方案中，所述耐热混凝土的组成成分为水、水泥、高炉水淬矿渣、粉煤灰陶粒、粉煤灰、矿粉、外加剂等。在混凝土中掺入一定量的掺合料（粉煤灰和矿粉），使水泥水化反应更充分，提高混凝土的密实性和保水性，减少泌水和离析现象，从而有效地改善了混凝土的工作性能；在混凝土中掺入一定量的外加剂，如掺入高效减水剂，以减少混凝土用水量和水泥用量，改善混凝土性能。
优选地，所述耐热混凝土的组成成分按重量百分比计为水8-12%、水泥16-23%、粉煤灰陶粒15-20%、高炉水淬矿渣36-48%、粉煤灰3.2-4.8%、矿粉2.2-4.0%、减水剂0.30-0.45%。
进一步优选地，所述耐热混凝土的组成成分按重量百分比计为水10-11%、水泥16-22%、粉煤灰陶粒17-20%、高炉水淬矿渣42-47%、粉煤灰3.3-4.4%、矿粉2.4-3.3%、减水剂0.33-0.45%。
上述方案中，所述粉煤灰陶粒为容重不小于600 kg/m3、粒径在10-30mm的颗粒。
上述方案中，所述高炉水淬矿渣为容重大于900kg/m3且小于1600 kg/m3的颗粒，细度模数为2.3-3.3，且不含铁屑杂质及粒径不大于10mm的颗粒。
传统耐热混凝土的组成成分为水、水泥、粗细骨料（火成岩）、掺合料（粉煤灰或矿粉）、外加剂等，现有技术中耐热混凝土粗细骨料为玄武岩、安山岩、辉绿岩、花岗岩等火成岩类骨料。本发明利用粉煤灰陶粒作为粗骨料、高炉水淬矿渣作为细骨料替代传统耐热混凝土中的火成岩类骨料，配制各种强度等级的耐热混凝土，所配制的耐热混凝土完全能够代替现有技术中用火成岩类粗、细骨料来配制耐热混凝土，同时也有效地降低了混凝土的生产成本。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用耐热混凝土配合比新方法，即用粉煤灰陶粒作为粗骨料、高炉水淬矿渣作为细骨料配制耐热混凝土，完全代替现有技术中须用火成岩类粗细骨料配制耐热混凝土，所检耐热混凝土符合耐热度要求的各项性能指标；
2、本发明所述的耐热混凝土的容重仅为1800kg/m3，而普通混凝土容重为2400kg/m3，这在很大程度上降低了混凝土工程实体的荷载，同时对于轻骨料耐热混凝土的研究也有一定的指导意义。
  
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中所述的原材料水泥采用P·O42.5级水泥，矿粉为S95级，粉煤灰为二级，减水剂为高效减水剂。 
本发明中采用的粉煤灰陶粒采用容重大于600kg/m3、粒径在10-30mm的颗粒；高炉水淬矿渣为容重大于900kg/m3且小于1600kg/m3的原状颗粒，细度模数为2.3-3.3，且不含铁屑杂质及粒径不大于10mm的颗粒即可，下述实施例中采用的高炉水淬矿渣按GB/T14684-2011《建筑用砂》检验标准检测高炉水淬矿渣各项指标，具体检测结果如下：
（1）高炉水淬矿渣筛分析试验，其细度模数为2.7-3.2；                                             
（2）高炉水淬矿渣的含泥量与泥块含量基本为零；
（3）高炉水淬矿渣的堆积密度为1160kg/m3。
实施例1
一种耐热混凝土，其组成为水7.56kg、水泥16.08kg、高炉水淬矿渣30.56kg、粉煤灰陶粒12.52kg、粉煤灰3.20kg、矿粉2.40kg、减水剂0.326kg；配制时，先将上述其他原料(即称量好的水泥、高炉水淬矿渣、粉煤灰陶粒、粉煤灰、矿粉和减水剂)混合搅拌，再加入称量好的水搅拌均匀即可成为本发明所述的耐热混凝土。
实施例2
一种耐热混凝土，其组成为水7.60kg、水泥15.40kg、高炉水淬矿渣31.28kg、粉煤灰陶粒13.08kg、粉煤灰3.08kg、矿粉2.32kg、减水剂0.323kg；配制时，先将上述其他原料搅拌，再加水搅拌均匀即可成为本发明所述的耐热混凝土。
实施例3
一种耐热混凝土，其组成为水7.52kg、水泥13.6kg、高炉水淬矿渣33.16kg、粉煤灰陶粒13.84kg、粉煤灰2.72kg、矿粉2.04kg、减水剂0.272kg；配制时，先将上述其他原料搅拌，再加水搅拌均匀即可成为本发明所述的耐热混凝土。
实施例4
一种耐热混凝土，其组成为水7.56kg、水泥12.80kg、高炉水淬矿渣33.80kg、粉煤灰陶粒14.28kg、粉煤灰2.56kg、矿粉1.92kg、减水剂0.259kg；配制时，先将上述其他材料搅拌，再加水搅拌均匀即可成为本发明所述的耐热混凝土。
实施例5
一种耐热混凝土，其组成为水7.52kg、水泥12.12kg、高炉水淬矿渣34.56kg、粉煤灰陶粒14.44kg、粉煤灰2.44kg、矿粉1.80kg、减水剂0.242kg；配制时，先将上述其他材料搅拌，再加水搅拌均匀即可成为本发明所述的耐热混凝土。
实施例1-5的试验结果
（1）根据本发明耐热混凝土的材料组成成分进行实施例1-5，并按<耐热混凝土应用技术规程>YBT4252-2011规定进行相关技术指标的检测，力学性能检测结果见表一。
A、烘干强度：经标准养护后的试块，置于电热恒温干燥箱中，保持110℃±5℃下烘干24小时，冷却至室温，检测其烘干强度。
B、残余强度：经烘干后的试块置于电炉中加热，按平均2℃/min~3℃/min匀速升温至设定温度（700℃），恒温3h后，冷却至室温，立即送压，检测其残余强度。
                   表一  耐热混凝土力学性能检测结果
Figure 2013104720346100002DEST_PATH_IMAGE001
从表一可以看出，采用新技术所进行的耐热混凝土配合比力学性能检测中，700℃残余强度≥50%烘干强度等级；所检试块完整、表面均未出现裂纹。根据YBT4252-2011的规定，所检强度项目均符合耐热混凝土强度检验指标要求。
（2）实施例1-5所配制的耐热混凝土按照《致密耐火浇注料线变化率试验方法》GB 8932.5的规定检测，其检测结果见表二：
表二 耐热混凝土烧后线变化率检测结果
从表二看出，所用耐热混凝土配合比试件烧后线变化率符合YBT4252-2011耐热混凝土线变化率±1.5%的规定。
（3）耐热度：实施例1-5所配制的耐热混凝土进行700℃残余强度检测时，强度、线变化率均合格，试块完整、表面未出现裂纹，满足所设定的耐热度要求。

Claims (5)

1.一种耐热混凝土，其特征在于它是以粉煤灰陶粒作为粗骨料、高炉水淬矿渣作为细骨料配制而成的。
2.根据权利要求1所述的一种耐热混凝土，其特征在于所述耐热混凝土的组成成分中还包括水、水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂。
3.根据权利要求2所述的一种耐热混凝土，其特征在于所述耐热混凝土的组成成分按重量百分比计为水8-12%、水泥16-23%、粉煤灰陶粒15-20%、高炉水淬矿渣36-48%、粉煤灰3.2-4.8%、矿粉2.2 -4.0%、减水剂0.30-0.45%。
4. 根据权利要求1或2或3所述的一种耐热混凝土，其特征在于所述粉煤灰陶粒为容重不小于600 kg/m3、粒径在10-30mm的颗粒。
5. 根据权利要求1或2或3所述的一种耐热混凝土，其特征在于所述高炉水淬矿渣为容重大于900kg/m3且小于1600 kg/m3的颗粒，细度模数为2.3-3.3，且不含铁屑杂质及粒径不大于10mm的颗粒。
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