求耐高溫混凝土技術、及配比

耐高溫混凝土技術、及配比一、商品混凝土材料受熱後作用機理大量研究表明商品混凝土在高溫受熱下的退化主要表現在：商品混凝土表觀密度降低；形成大量的孔和和裂縫以及強度和彈性模量的下降。受熱作用主要分為兩個方麵：1、水泥水化產物受熱作用機理；2、骨料受熱作用機理；3、水泥石和骨料界麵受熱作用機理。水泥水化產物受熱作用具體過程如下：100℃時毛細孔開始失水；100-150℃時由於水蒸氣蒸發促進熟料逐步水化使商品混凝土抗壓強度增加；200-300℃水泥水化產物水化矽酸鈣凝體脫水導致組織硬化；300℃以上由於脫水加劇商品混凝土收縮開始出現裂紋，強度開始下降；575℃氫氧化鈣脫水使水泥組織破壞，900℃商品混凝土中的碳酸鈣分解。普通矽酸鹽水泥配製的商品混凝土在900℃時遊離水、結晶水及水化物的脫水基本結束，商品混凝土強度幾乎喪失。同時必須注意由於氫氧化鈣的脫水，碳酸鈣的分解，商品混凝土中生成了氧化鈣，氧化鈣會吸收空氣中的水分，再次水化導致體積膨脹產生商品混凝土表麵酥鬆剝落現象，此外高溫改變了鈣礬石的形成機理，使商品混凝土內部形成粗大的孔結構。各種岩石成分的骨料，受熱變形也不相同。含有必威88官方网站岩的骨料（如必威88官方网站砂、砂岩等必威88官方网站質骨料），在575℃以下，體積逐漸膨脹，而在575℃時，突然膨脹；含有石灰岩的材料，在750─900℃條件下分解成氧化鈣，強度顯著降低故普通商品混凝土不宜在高溫環境下使用，其使用溫度一般也不超過250℃。300℃時商品混凝土中的骨料開始膨脹，隨著溫度的繼續升高，水泥收縮和骨料膨脹加劇，兩者結合被破壞產生界麵破壞，伴隨著水泥水化產物的受熱破壞以及骨料的晶型轉換，界麵破壞加劇。同時由於商品混凝土表麵溫度升高比內部快得多以及骨料和水泥石之間的熱不相容造成的內外溫差和應力差也會引起商品混凝土開裂和強度下降。二、耐熱商品混凝土配合比設計要點依據上述商品混凝土材料受熱後作用機理可以得出配合比設計要點：1、水泥品種的選擇按照設計目標，本次商品混凝土耐熱度在700℃，為確保安全實際研究過程中提高至750℃，基本已經達到了矽酸鹽水泥耐熱商品混凝土溫度上限。為確保所設計配合比的實用性，研究中依然以矽酸鹽質水泥為主，也進行了硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥以及水玻璃等膠凝材料的試驗。研究結果表明通過合適的配製技術采用矽酸鹽質水泥能夠配製出符合目標要求的耐高溫商品混凝土材料。2、水泥用量的選擇由於所用的水泥品種主要為矽酸鹽質水泥，其受熱變化過程和機理不可避免，因而在配合比設計時在保證強度的前提下應盡量減小水泥用量。由於本公司膠凝混合材質量一般，28天、35天齡期商品混凝土強度未見明顯增長，因而將水泥用量定在270kg左右，但是從商品混凝土耐高溫角度而言，該水泥用量有進一步下降的空間。建議：可以適當提高混合材質量等級或者以較長齡期（比如56天）作為評價商品混凝土材料強度標準，從而降低水泥用量。3、摻合料的選擇為避免Ca(OH)2的分解而產生的潛在危害，應盡可能的減少Ca(OH)2數量，在配合比中添加大量混合材是一個比較合適的方法。同時在高溫作用下，混合材可以起到進一步水化作用從而彌補商品混凝土強度的下降。本次設計時采用粉煤灰和礦粉雙摻技術。在試驗基礎上選擇了較為合適的摻量及比例。需要指出的是由於本次混合材中粉煤灰質量等級一般，因而采用了較高的礦粉用量，這可能對商品混凝土的工作性產生不利的影響。4、骨料的選擇細骨料采用南京鋼鐵集團提供的水渣，粗骨料分別選用了不同產地的玄武岩、焦寶石等。試驗研究結果表明：六合產玄武岩基本能夠滿足要求。與江砂相比，由於水渣不存在形貌效應，其配製的商品混凝土材料工作性一般。必須嚴格控製粗骨料的級配、泥含量、泥塊含量等技術指標。5、用水量和外加劑摻量為滿足商品混凝土的工作性，本次配合比中用水量較高，多餘的水通常以自由水或者毛細孔水存在，雖然不直接對商品混凝土高溫性能產生影響，但是用水量的高低與商品混凝土孔結構及形貌密切相關，在有條件的情況下，建議采用較好的性能的外加劑從而減少水和水泥用量。本次所用外加劑減水效果一般且泌水率等指標也一般。有條件的情況下建議采用聚羧酸等高性能外加劑。6、受熱過程膨脹壓力釋放和抗裂性能提高從商品混凝土材料受熱作用機理和過程分析可知，高溫作用下，水蒸汽的膨脹壓力和商品混凝土材料內部微觀裂縫客觀存在，同時也是導致商品混凝土材料受熱作用後性能劣化的主要原因之一。在配合比中適當的引入氣孔或者高溫分解材料有助於提高商品混凝土耐高溫性能。本次研究中采用添加聚丙烯纖維、摻加引氣劑的方法來釋放受熱過程中的膨脹壓力。研究結果表明:摻加適量的聚丙烯纖維有助於提高商品混凝土材料的耐高溫性能。