第十九章耐火混凝1

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1、第十九章耐火混凝1第十九章耐火混凝土第一节概述作为特种混凝土材料之一的耐火混凝土，是一种不经煨烧的新型耐水材料。耐火混凝土不同于耐热混凝土，指的是短时间内暴露在900C以上的温度中，没有反覆加热的情况，并在高温作用下保持所需要的物理力学性能的特种混凝土。一、耐火混凝土的定义及特点（一）定义耐火温凝土是由适合的胶凝材料（或加入外加剂）、耐火骨料（包括掺入磨细的矿物掺合材料）和水（或其液体）按一定比例组成，经搅拌、成型、养护而获得的耐火度高达1500C以上的混凝土。（二）特点耐火混凝土主要代替耐火砖用于工业窑炉上。在窑炉的膛壁或主体结构上使用耐火混凝土征收耐火砖相比，其优点是生产工艺简单，能预制成

2、大块，施工效率高，易于满足异形部位施工和热工要求，维修费用少，使用寿命长，成本低廉，其应用日益广泛，现已成为不定形耐火材料的一个重要品种。二、耐火混凝土的分类耐火混凝土种类繁多。一般来说，根据胶凝村料、耐火骨料的性质及松堆密度，耐火混凝土可分为以下诸类：（一）按胶凝材料分类耐火混凝土根据胶凝材料的凝结条件（或结合剂种类）不同，分为以下三类：1 .水硬性耐火混凝土（或水泥结合耐火混凝土）此耐火混凝土所用胶凝材料为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥、低钙铝酸盐水泥和铝-60水泥；粗骨料为碎粘土熟料、红砖、铭铁矿、矿渣和安山岩等；掺合材料为磨细铭铁矿、镁砖、烧结镁砂、粘土熟料、浮石

3、、粉煤灰、铝铭渣份和硅藻土等。这种耐火混凝土使用温度在1200C以下，如用矿渣硅酸盐水泥及耐火度低的骨料和掺合材料所配制的耐火混凝土，其使用温度不超过900C。2 .火硬性耐火混凝土（或粘土结合耐火混凝土）此耐火混凝土所用胶凝材料为高铝水泥、低钙铝酸盐水泥、纯铝酸钙水铝、工业磷酸或磷酸铝；粗细骨料及磨细掺合材料均为碎镁砖、烧结镁砂、烧焦宝石、矶土、镁铁、高铝质耐火材料、错英石和粘土熟料等。这种耐火混凝土具有高温韧性强、耐磨性好、耐火度高等特点，在低温、中温和高温作用下都具有良好力学性能。如采用铝酸盐水泥配制火硬性耐火混凝土，其使用温度分别为1400c（高铝水泥）、1600c（钙铝酸盐水泥）、1

4、800c（纯铝酸登上水泥）。如采用磷酸盐，具极限使用温度可达1500-1700C。3 .气硬性耐火混凝土（或化学结合耐火混凝土）此耐火混凝土所用胶凝材料为水玻璃（Na20nsi02）,并用氟硅酸钠（Na2SiF6）作固化剂；粗细骨料为碎铭铁矿、镁石专、铭镁石专、烧结镁砂、粘土熟料、石英砂、滑石、焦宝石、镁橄榄石和安山岩等；磨细掺料为粘土熟料、石英砂、镁砂、滑石和安山岩等。这种耐火凝土的最高使用温度为1200Co（二）按骨料矿物成分分类按粗细骨料的化学成分及矿物组成不同，耐火混凝土分为以下三类：1 .铝质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为A12O3,如高铝质耐火材料其含量大于60%。

5、这种混凝土的特点是耐火度都比较高，一秀都在1800C以下，甚至更局O2 .硅质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为Si02,如石英砂、焦宝石等含量都较多。这种混凝土的耐火度一般都在1200C以下。3 .镁质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料的主要化学成分为Mgo,如镁铁矿、镁砖、镁砂等。这种混凝土的耐火度一般在800C以下。（三）按堆密度分类按堆密度的大小不同，耐火混凝土分为以下两类。1 .普通耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料系指一般的石材，如河卵石、石灰岩、碎石等，骨料的松堆密度都较大。2 .轻质耐火混凝土此耐火混凝土所用骨料系指天然轻骨料（如浮石等）、（人造轻骨料）（如陶粒、珍珠岩等）

6、及工业废渣轻骨料（如煤渣、粒化高炉矿渣等），骨料都较轻，松堆密度小。耐火混凝土的种类表19-1翟与凝土种类工作温度极限（C）水泥品种骨料结构用耐火混凝土耐热混凝土3001000硅酸盐水泥局铝水泥普通岩石细颗粒、碱性火成岩（玄武岩、武岩），经热处理的多孔骨料膨胀页岩）（砖溶液、普通耐火混凝土1350局铝水泥耐火砖超耐火混凝土14501350-1600铝酸钙水泥局铝水泥铝酸钙水泥耐火砖砖火菱镁回、碳化硅、矶土、耐火骨料耐火泥（四）按用途分类耐火混凝土按其用途不同分类见表19-1。第二节耐火混凝土的原材料选择耐火混凝土的原材料主要有胶凝材料和耐火骨料，主要原材料的性质决定了耐火混凝土的特性和用途。如

7、能合适地选用材料。则混凝土能圆满地用于高温的窑炉设备中，可代替耐火被用于需要复杂形状或用于整体结构中。为了获得性能良好的耐火混凝土，对原材料应有严格的要求，特别是对水泥和骨料的耐火性需作选择(表19-1),并应根据耐火混凝土处于酸、碱或中性的同使用环境条件，采用与之相适应的原材料。一、胶凝材料和胶结材料配制耐火混凝土所用的水泥胶凝材料有硅酸盐类水泥和铝酸类水泥两类。1 .硅酸盐类水泥(1)水泥性能：常用的硅酸盐类水泥有硅酸水泥、普通硅酸水泥和矿渣硅酸盐水泥。其性能除应符合国家标准规定和各项技术指标外，水泥中不得含有石灰类杂质，矿渣硅酸盐水泥中其矿渣掺量不得大于50%。所有水泥的标号不得低于32

8、5号。硅酸盐水泥其强度指标见表19-2。硅酸盐水泥强度指标表19-2水泥标号抗压强度(Mpa抗折强度(Mpa3d7d28d3d7d28d42517.726.541.73.34.56.3425R22.0-41.74.1-6.352522.633.351.54.15.37.1525R27.0-51.54.9-7.162528.442.261.34.96.17.8625R32.0-61.35.5-7.8725R37.0-71.16.2-8.6普通硅酸盐水泥其强度指标见表19-3矿渣硅酸盐水泥其强度指标见表19-4(2)改善水泥耐火性的措施：欲改善硅酸盐类水泥的耐火性能和提高耐火混凝土的耐火温度，通常

9、采用掺混合材料的方法。为了改善硅酸水泥和普通硅酸盐水泥的耐火性能，在硅酸盐水泥中就适量掺入磨细的矿物掺料。因为水泥在水化过程中产生的Ca(OH)2在400-595C高温下将脱水变成CaO,体积收缩。但是混凝土受热后再冷却时，CaO吸收空气中的水分而消解，产生体积膨胀，从而导致水泥石开裂。硅酸盐水泥的矿物经水化后，在正常养护条件下，最大的Ca（OH）2析出量约为10%。为了结合这些Ca（OH）2,约需要12%左右（占水泥用量）的SiO2或27%的粘熟料。水泥标号275325425425R525525R625R矿渣硅酸盐水泥强度指标表 19-4抗压强度（Mpa抗折强度（Mpa3d7d28d3d7d

10、28d12. 827. 02. 741. 914. 731. 93. 25).420. 641. 74. 16).319. 041. 74. 06).328. 451. 54. 97023. 051. 54. 67128. 061. 35. 277. 8t泥标号抗压强度（Mpa抗折强度（Mpa3d7d28d3d7d28d275一15.727.0一3.24.932511.818.631.92.53.65.442515.724.541.73.34.56.3425R21.0-41.74.16.352520.631.451.54.15.37.1525R26.0一51.54.97.162526.540.

11、261.34.96.17.8625R31.0一61.35.57.872536.071.16.28.6普通硅酸盐水泥的强度指标表19-3硅酸盐水泥石中水化硅酸二钙的最大含量约为40%。欲使硅酸盐水泥配制的水硬性耐火混凝土在高温下不会引起强度剧烈降低，需再掺入适量的SiO2a或粘土熟料的磨细掺料，这种掺料均匀分布在水泥石中，能加速Ca(OH)2及水化硅酸二钙与粘土熟料或SiO2a的固相反应，生成无水的硅酸钙和铝酸钙，关可减少凝胶体脱水收缩。止匕外，为了消除游离Ca(OH)2结合生成熔点为1880c的亚铭酸一钙。而菱镁矿在高温时不会与硅酸盐水泥石中的矿物起作用而成为高耐火度的方镁石颗粒。水泥在高温时

12、的熔融物覆盖于方镁石颗粒表面，起着固相颗粒间胶粘剂的作用。这样，能有效地提高混凝土的耐火度和荷量软化点，并减少高温的烧缩。2、铝酸盐类水泥(1)高铝水泥：又称巩土水泥，其矿物组成是以铝酸钙为主，氧化铝含量约50%的熟料，磨制而成的水硬性胶凝材料。其强度指标见表19-5,它是一种硬化很快，但凝结时间正常的水泥，其3d龄期强度可达最大强度值的100%左右或达到水泥标号(28d龄期强度值)。水泥在常温下与水化合反应进行得很快且很剧烈，同时有大量热量放出。水泥常温水化产物处在亚稳状态，随着时间的推移，这些水化物要向形成稳定的水化物方向转化。化泥的水化物在高温下分解后可以生成瓷质的材料(二次莫来石)，具

13、有良好的耐热性，再与耐火骨料结合则可配制成性能极好的不定形的耐火材料一一耐火混凝土。高铝水泥的强度指标表19-5水泥标号抗压强度(Mpa抗折强度(Mpa1d3d1d3d42535.341.73.94.452545.151.64.95.462554.961.35.96.472564.771.16.97.4高铝水泥是一种相当不纯的铝酸钙混合物，含有许多铁、二氧化硅和铝酸一钙(CA)。(2)高铝水泥-60:以倒焰窑生产，水泥的化学成分中A12O360%,耐火度为1520-1550C,强度见表19-6高铝水泥-60的强度指标（实例）表 19-6强度种类抗压强度（Mpa抗折强度（Mpa龄期3d7d3d7

14、d强度指标40.0-50.060.0-70.03.7-4.14.4-5.3（3）高铝水泥-65:应符合JC236-81高铝水泥-65的有关要求。它是以铝酸钙为主要矿物组成，氧化铝含量约为65%的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料。具强度和耐火度指标见表19-7。高铝水泥-65的强度和耐火度指标表19-7水泥标号抗压强度（Mpa抗折强度（Mpa净水泥试锥耐火度（C）1d3d28d1d3d28d52511.822.551.51.52.95.4161062514.726.561.32.03.46.4301670177二级品26-301610177三级品22-261580177（三）化学胶结材料配制耐火混

15、凝土所用化学胶结材料通常有水玻璃和磷酸盐两类。1、水玻璃水玻璃又称泡花碱，是由碱金属硅酸盐组成的，具化学分子通式为R2OnSiO2（参见第十四章水玻璃耐酸混凝土）。工业氟硅酸钠的含量不应于90%,其掺量一般为10%-12%左右。配制耐火混凝土常用的是液体钠水玻璃，其技术条件见表19-11。2、磷酸盐磷酸盐的种类很多，在耐火混凝土中普遍应用磷酸铝。磷酸铝溶液通常是用活性较大的工业氢氧化铝与磷酸反应而制得，具化学反应产物为：磷酸二氢铝（A12033P2。56H2。）、磷酸一氢铝（A12。33P2。56H2。）和磷酸铝（A12。3P2O5）。名种磷酸铝的化学组成列于表19-12。目前，更为普通的是直

16、接采用磷酸配制耐火混凝土。磷酸胶结材料一般由工业磷酸调制而成，磷酸浓度是决定耐火混凝土耐高温性能的重要因素。磷酸有三种：正磷酸（H3P04）、水玻璃的技术条件表 19-11项目中性水玻璃碱性水玻璃1:3.3(NaO33sio2）N1:2.44aO24sio2)比密度（20C）波美度（Be）NaO（%Si02（%摩尔比（n）Fe2O（%水不溶物（%1.376-1.386408.52-9.0927.20-29.101:3.30.060.71.376-1.3864010.14-10.9423.60-25.501:2.40.060.71.530-1.5505113.10-14.2030.30-33.1

17、01:2.4422.71730NG-36363.51670NG-83030一1630高铝矶矶土熟料骨料技术条件表19-16序号化学成分（%吸水率（%）耐火度（,：）A12O3Fe2O3CaOLG-85852.70.81770LG-80803.20.81770LG-60603.50.8177()LG-50502.7.0.8177()指标见表19-17叶腊石技术指标表19-17类型化学成分(%比密度耐火度SiO2A%QFeQCaOTiO2K2O烧失量（g/褶）(C)高岭石一叶腊石50.9536.750.470.260.151.049.352.751710-17水铝石-叶腊48.0242.16一0.

18、130.23一9.802.9531750-1石65.8228.19一0.18一一5.322.79771710叶腊石71.2922.620.190.130.19一4.302.271690石英一叶腊石4、硅质骨料以SiO2含量小于96%的硅石为主要硅质骨料，为了促进石英转变为方石英或磷石英，在配制耐火混凝土时一般均为加入矿剂，通常采用的矿化剂为铁磷以及氧化钙和氧化镒等。作为而火混凝土骨料，硅石骨料指标应符合硅石（YB241681）中的有关规定（表19-18）硅石技术指标表19-18等级化学成分（%耐火度（C）吸水率（）SiO2A%。CaO特级品980.517503.0级品870.117304.0二

19、级品961.317104.0此外，还经常利用硅破碎分级后颗粒作为硅质骨料。5、镁质骨料镁质骨料主要包括镁石质、镁橄榄石质以及白支石质等种，按其化学性质又称碱性骨料。应用最多的是镁砂，制造镁砂的原料是菱镁矿或从海水及盐湖中人工提取的氧化镁等，我国目前主要是用菱镁矿制取镁砂，即将菱镁矿预先在坚窑等热工设备中，经高温煨烧制成烧结镁石以供使用。作为耐火混凝土骨料，应符合镁砂（GB227380）中的有关规定（表19-19）。烧结镁砂经过精选项，在电弧炉中熔融，制得电熔镁砂，其特点是纯度高，耐高温情能好，抗碱性渣浸蚀能力强和热震稳定性好等。镁砂技术指标表19-19类型化学成分(%t(匕密度g/褶）（不小于

20、）MgO（不小于）SiO2（不大于）FeQ（不大于）CaO（不大于）烧失量（大小于）MS-91；914.5H一1.610.33.54MS-89895.0一2.50.53.53普逋镁砂MS-87G877.0一2.50.53.51MS-84C849.0一2.50.53.51MS-88Da884.0一5.00.5一MS-83Da835.0一8.00.8一MS-78Da786.0一12.00.8一合成镁砂MST80一9一一一6、特殊骨料以为造成骨料为主，如碳化物、氮化物等，也有天然原料或经再加工的原料，如错英石等，我国也常将刚玉和合成莫来石归此类。特殊骨料的特点是纯度高，耐高温性能好，抗化学侵蚀能力强

21、，但由于价格昂贵，一般限于特殊部位使用，其中以刚玉、碳化硅、错英石应用较多。(1)刚玉：配制耐火混凝土所用刚玉系指人造刚玉，由工业氧化铝或土矿经电熔可烧结后制得。电熔工业氧化铝获得白色刚玉，A12O3含量为99%;以铝土矿作原料制得的普通电熔刚玉，其A12O3含量为91%-93%,分级规定见表19-20。人造刚玉的化学成分表19-20等级化学成分(%A12O3TiO2FeQ级品二级品9490452.5180016207.33捣打86.929.5一一180016409.88(3)错英石(ZrSiO4):它是一种天然原料，其理论成分为：氧化错(ZrO2)含量为97.03%,二氧化硅(SiO2)含量

22、为32.97%。错英石耐火性能良好，我国资源丰富，但品位偏低，ZrO2含量只有55%左右。7、其化骨料其它包括某些天然骨料，可以不经煨烧直接作主耐火混凝土的骨料，已经使用的有高炉矿渣，白砂石、安山岩、玄武岩、辉绿岩、浮石等。(三)轻质骨料1、天然轻骨料如前所述，天然轻骨料如浮石、沸石、火山渣等，在某些地方其蕴藏量很大。2、人造轻骨料人造轻骨料的生产制造成：利用天然原料加热膨胀而成的人造轻骨料，台蛭石、页岩陶粒、膨胀珍珠岩等；利用加入外加物煨烧面成的要造轻骨料，如多孔粘土熟料等；利用高温熔融而成人造轻骨料，如氧化铝空心球等；利用轻质耐火制品或碎块制成轻骨料。其常用产品有：(1)轻质耐火被轻骨料；

23、用废旧轻质耐火砖经破碎筛分后制得。(2)多孔熟料轻骨料；用硬质粘土或高铝矶土为原料，磨细后加入外加物，经煨烧后获得的多孔熟料，具有强度高，高温性能稳定，适宜于在1200-1400C温充范围内使用。(3)氧化铝空心球轻骨料；用工业氧化铝经高温电熔吹制而成，颗粒为白色、人心，薄壁的小球，其化学成分为Al2O399.5%,SiO20.1%-0.2%,h具有松堆密度小、导热系数低、强度大、耐火度高等特点，但价格高，一般只用于高温特殊部位。(四)磨细掺合材料配制耐火混凝土用的磨细掺合材料不应含有灰石、方解石等在高温下易分解的杂质，以免影响混凝土的强度和耐久性。对磨细掺合材料的具体要求，可参考表19-22

24、。三、外加剂配制耐火混凝土时，不同的胶结材料应选用各自的促硬剂，用化学或粘土（陶瓷）胶结材料时，其促硬剂尤其重要，往往成为必不可少的组分有水泥胶结材料时，一般应为适合某种需要的附加组分。1.纯铝酸钙水泥耐火混凝土用促硬剂耐火混凝土掺合材料技术要求表19-22耐火混凝土掺合材料种业粘土熟料粘土耐火砖黄土局铝砖矶土熟料冶金镁砂镁传铭铁矿石英粉煤灰通过0.08mm筛孔筛余不少于（为水泥类水玻璃类7050705070一70一70一一70一7085一一8585一化学成分AI2QFeQSOSiO2CaOMgOC2Q烧失量305.50.33070865484880.6164.5902548纯铝酸钙水泥在常温

25、下早期强度较高，以往很少再加入促硬剂，为了调整其硬化性能，国外已经引用各种促硬剂，已知的有：氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、锂盐、硅酸钠、硅酸盐水泥等，我国在近期也已开始使用2、粘土耐火混凝土用促硬剂以粘土作为耐火材料的胶结材料，常温强度很低，为适应施工要求，必须加入促硬剂，这种促硬剂一般采用硅酸盐水泥或石灰。硅酸盐水泥作为促硬剂，其水化产物中有氢氧化钙和钙离子及氢氧根,而作为胶结材料的粘土遇水后，颗粒表面的钙离子被钠离子置换，并与粘土耐火混凝土中常用的化学分散剂（三聚磷酸钠）结合形成沉淀的钙盐。同时，粘土吸附的钠离子还与水泥化产生的钙离子进行离子交换。由于钙离子水化膜薄，使粘土颗粒又重新凝聚，加

26、强了粘土浆体的强度。止匕外，水泥水化后形成的针状硫铝酸钙，穿插在粘粘土颗粒和骨料之间，形成针状和团粒状结合体，使粘土和骨料的粘结强度提高。通过上述反应，促进常温下的凝结和硬化从而形成较高的强度。作为促硬剂的石灰遇水水化形成六方晶系晶粒，加强结合体间的凝聚并填充于粘土颗粒之间，促进粘土浆体的固化作用，从而提高粘土和骨料的结合强度，因而使混凝土的强度明显提高。3、水玻璃耐火混凝土常用促硬剂水玻璃耐火混凝土常用的促硬剂见表19-23。水玻璃耐火混凝土的促硬剂表19-23名称化学式名称化学式硅Si硅酸二钙2CaO-SiO2氟硅酸钠NaSiFe矿渣一磷酸铝AI2Q-BO有机脂类RCOO氧化钙CaO乙二醛

27、CHO1CHO我国普遍采用氟酸钠作为这种耐火混凝土的促硬剂，在一定加入量范围内，随着氟硅酸钠用量增加，强度有所提高，但由于氟硅酸钠的熔点较低，特别是它与水玻璃之间的反应产物熔点更低（900980C）,因此，在能满足强度和硬化时间要求的前提下，也应当尽量减少氟酸钠的用量，一般为水玻璃用量的12%15%,如硅酸盐水泥为促硬剂时，其用量为水玻璃用量的8%12%。4、磷酸盐耐火混凝土的用促硬剂磷酸盐耐火混凝土的促硬机理比较复杂，主要是磷酸和酸式磷盐溶液离解出的磷酸根离子取代促硬剂组分中的金属阳离子（或镂离子），并形成胶凝性能较好的磷酸盐。含水磷酸盐或使生成物沉淀，从而使耐火混凝土发生凝结和硬化。国外常

28、用的促硬剂有氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO）、氧化锌（ZnO）、氢氧化铝（AI（OH）3）、氟化镂（NH4F）等，其中以MgO使用较为普遍，其优点是在1000C以下硬化快，强度高，缺点是当温度超过1100C时强度大幅度下降。我国采用硅酸盐水泥、高铝水泥、高铝水泥一60（65）、纯铝酸钙水泥为促硬剂，尤以高铝水泥最为常用，其用量一般为材料总质量的2%。应该说明，上述促硬剂仅仅能够提高耐火混凝土的高温强度而又往往影响其高温性能，因此，当不要求常温强度或使用温度偏高时，应尽量少用或不用此类促硬剂。（二）膨胀剂配制耐火混凝土所用的膨胀剂主要有蓝晶石。蓝晶石与硅线石、红柱石是一族同质多相变体的无水铝酸

29、盐矿物，具化学分子式均为AI2O3SQ2,蓝晶石为三斜晶体，通常呈扁平状晶体，晶面上有平行的条纹，颜色为蓝色，有时为绿色、黄色和白色，硬度因方向而异，比密度为3.573.63蓝晶石被加热到一定温度时，转化成富铝红柱石（莫来石），其反方程式：3（AI2O3SiOiJ*3AI2O32SiO2+SiO2蓝晶石在高温煨烧时，于1200C开始分解，不可逆地转化为莫来石，并析出游离SiO2,至U13601400C时分解很快，1500C以后出现石英玻璃及与原来晶体表面垂直的纤维莫来石。此反应是由外向里逐渐转化的，并伴随这种反应产生约16%18%的体积膨胀，利用这一膨胀特性，提高与改善耐火混凝土的高温性能。我

30、国对蓝晶石的耐火机理已作许多研究试验工作，效果也比较好，工业性的应用还处于开发阶段。（三）其经外加剂1、减水剂在应用减水剂方面，耐火混凝土只是引用一般混凝土常用的减水剂。但由于耐火混凝土品种多，性质差异大，因此选用减水剂需经过试验后才能确定。2、矿化剂矿化剂一般只应用于硅质材料配制的耐火混凝土。四、钢筋应该不用加钢筋或者用少量钢丝网而不用钢筋，因为在高温下钢筋可能引起增加弹性变形成及产生腐蚀等问题。钢筋由于水硬性粘结，而使耐火混凝土具有较高的抗压强。加热时，在8001000c范围内粘结力降,抗压强度可以下降为原始强度的20%。进一步加热时，由于形成陶瓷粘结强度可以再升高。第三节耐火混凝土的组成

31、和性能由于组成耐火混凝土的原材料品种繁多，其组成设计主要是依据使用温度和使用要求并根据实践经验和试验结果确定。耐火混凝土是必然在高温条件下使用的，因此，研究在高温作用下的性能是决定耐火混凝土使用范围的重要依据。一、耐火混凝土基本组成和性能1、水泥胶结材料耐火混凝土（1）硅酸盐水耐火混凝土的组成：见表19-24。硅酸盐水耐火混凝土的组成表19-24材料名称粘土质硅酸盐水泥力粘上热料（515mm粘上热料（5mm粘上热料粉（0.15mmi组成（）304035407.51513151015（2）高铝水泥耐火混凝土的组成：见表19-25高铝水泥耐火混凝土的组成表19-25月j铝质粘土质材料名称组成（材料

32、名称组成（%矶土熟料（515mm矶土熟料（5mm矶土熟料粉（0.15mm局铝水泥水30403040151218912粘土熟料（515mm粘上熟料（5mm粘土熟料粉（0.15mm局铝水泥水30430415121912008（3）纯铝酸钙水泥耐火混凝土的组成：见表19-26。纯铝酸钙水泥耐火混凝土的组成表19-26高铝质粘土质1料名称组成（%材料名称组成（)刚玉（0.55mm刚玉（0.5mnm刚玉粉（0.15mnm纯铝酸钙水泥水404520201520910矶土熟料（515mm矶土熟料（5mm氧化铝粉（0.15mm纯铝酸钙水泥水404530401512189122、粘土胶结材料耐火混凝土粘土耐火混

33、凝土的组成见表19-27粘土耐火混凝土的组成表19-27月j铝质粘土质材料名称组成（%材料名称组成（%矶土熟料（10mm帆土熟料粉（0.15mm粘土二聚磷酸钠促硬剂水702015100.15910矶土熟料（10mm矶土熟料粉（0.15mm粘土二聚磷酸钠促硬剂水702015100.15适量9103、化学胶结材料耐火混凝土（1）水玻璃耐火混凝土的组成：见表19-28水玻璃耐火混凝土的组成水玻璃耐火混凝土的组成表19-28离左口质粘土质问于口材料名称组成（）材料名称组成（）矶土熟料（515mm矶土熟料（5mm30403040矶土熟料（515mm矶土熟料（5mm30403040矶土熟料粉（2530研料

34、粉（0.15mm25300.15mm1316水玻璃1316水玻璃1215氟硅酸钠（占水玻璃量）1215氟硅酸钠（占水玻璃量）（2）磷酸盐耐火混凝土的组成：见表19-29磷酸盐耐火混凝土的组成表19-29月j铝质粘土质材料名称组成（%材料名称组成（%矶土熟料（515mm矶土熟料（5mm帆土熟料粉（0.15mm局铝水泥磷酸30403040253531315矶土熟料（515mm矶土熟料（5mm矶土熟料粉（0.15mm局铝水泥磷酸30403040253531315（二）基本性能1、耐火度混凝土在高温作有下不熔化的性质，称为耐火度。耐火混凝土的耐火度，主要由骨料的耐火度来决定，并与混凝土配合比有关。2、

35、荷载软化温度耐火混凝土在0.2MPa静荷作用下，按照规定的升温速度热到一定量变形的温度，称之为荷载软化度。易熔物质的数量增多，会降低耐火混凝土在高温下的强度。对高铝质耐火混凝土而言，Na2O是有害成分；对硅质耐火混凝土，AI2O3是有害成分；对镁质耐火混凝土，SiO2是有害成分。介作为矿化剂并能改善混凝土结晶转化的氧化物，可以促使混凝土软化温度提高。3、高温下的体积固定性耐火混凝土在高温长期作用下，会引起相组成的继续变化及产生重结晶和产生重结晶和烧结等现象。由于在高温下加热的结果，使耐火混凝土产生线尺度的非可逆变化，称为线收缩及线膨胀。各种水泥耐热混凝土第一次在200900c范围内加热时，由于

36、凝胶体失水或Ca（OH）2脱水，体积发生变化，混凝土产生收缩。第二次在200900C范围内加热时，混凝土则产生膨胀，其膨胀系数一般为4.06.6乂10-6之间。水玻璃耐火混凝土加热到100800c时的热膨胀系数在68X10-6之间。耐火温度在加热温度高于800C,则产生收缩，当加热温度为5001250C时，其线收缩为0.20.7%。当温度为1350C时，增加到1.2%。掺入粘土砖、耐火粘土、石英砂和粘土熟料等掺合材料的耐火混凝土，其收缩较少；掺矿渣、硅藻土和铭铁矿等掺合材料的耐火混凝土，具线收缩较大。硅酸盐水泥用量较多的耐火混凝土，其线收缩也较大。如水泥用量为580kg/m3的耐火混凝土，加热

37、到250c时，水泥局部熔化而使试件变形，其线收缩值达1.5%。大部分耐火混凝土在高温影响下，产生残余收缩，混凝土继续致密。这主要是由于组成的液相表面张力和重结晶作用促使结晶物质和固体物质互相靠近，引起混凝土致密。如高铝质耐火混凝土，丫-Al2O3（比密度3.7）成为-AI2。3（比密度4.0）的重结晶即引起残余收缩；又如高硅质耐火混凝土由于重结晶，组成密度较小的新物质，产生残余膨胀，即当石英重结晶成磷石英和方石英时，比密度从2.65降到2.302.32,引起混凝土的残余膨胀。4、热震稳定性耐火混凝土对于急冷急热温度变化的抵抗性能，称为热震稳定性。耐火混凝土耐急冷热性一般在525次范围内。粘土熟

38、料作骨料的水玻璃耐火混凝土土具有相当良好的热震稳定性（能耐37次急冷急热作用）。硅酸盐水泥用量较多的耐火混凝土，在耐急冷急热性能方面并不优于水泥用量较少的耐火混凝土。具有较好耐急冷急热性能的是硅酸盐水泥用量约为350kg/m3时的耐火混凝土。5、抗压强度耐火混凝土的强度主要取决于本身的结构。结构愈密实均匀，颗粒愈细，胶凝材料与骨料之间的微裂纹愈少，其强度愈高。而结构的质量主要取决于材料的颗粒组成和烧结程度。耐火混凝土一般加热到800C和1000c时，强度均有不同程度的降低；而再加热到1250C,由于部分烧结熔融，其时强度均较未加热的强度增高。热工设备及重要结构用的混凝土，除测定它在100110

39、C下烘干试件的抗压强度外，还必须测定它在热到设备工作温度后的抗压强度。如果混凝土要在800c或更高温度下使用，则试件必须加热到800c或更高温度，把试件加热到800C或更高温度之后的冷却抗压强度和烘干后抗压强度之比值，称为剩余抗压强度。（三）技术指标1、水泥胶凝材料耐火混凝土硅酸盐水泥耐火混凝土和铝酸盐水泥耐火混凝土的技术指标见表19-30。水泥胶凝材料耐火混凝土技术指标表19-30耐火混凝土种类硅酸盐水泥耐火混凝土高铝水泥耐火混凝土AI203(%)不小于GNGLGLGNGLGL2GLi指耐火度（C）不低于30856042604230完后3h线变化不大于1%勺-1790169016501690

40、16501610试验温度（C）120015001400135014001350130010510.0标110c烘抗压强度（MPa20.025.0020.010.010.010.0干后抗折强度（MPa-5.04.04.03.53.53.5最高使用温度（C）120016514001350140013501300注：G3L为纯铝酸钙水泥耐火混凝土2、粘土胶结材料耐火混凝土粘土耐火混凝土的技术指标见表19-31粘土耐火混凝土的技术指标表19-31NL2GLNN指ALQ（%）不小于655545耐火度（C）不低于173017101690烧后保温3h线变化不大于1%勺试验温度（C）145013501300标

41、105110c烘干后抗压强度（MPa抗折强度（MPa3.00.53.00.5303.0).5最高使用温度（C）1450135013003、化学胶结材料耐火混凝土水玻璃耐火混凝土和磷酸盐耐火混凝土的技术指标见表19-32化学胶结材料耐火混凝土的技术指标表19-32耐火混凝土种类水玻璃耐火混凝土磷酸盐耐火混凝土牌号BNLL2LL1LN指AI2Q（%）不小于40756045耐火度（C）不低于-177017301710烧后保温3h线变化不大于1%勺试验温度（C）1000145014501450105110c烘干抗压强度（MPa20.015.015.015.0标后抗折强度（MPa-3.53.53.5最高

42、使用温度（C）1000160015001450二、轻质耐火混凝土的组成和性能在现阶段，轻质耐火混凝土应用很广，但尚未形成完整的系列，表19-33所列系借鉴并综合国内外有关轻质耐火混凝土的组成和性能的资料，以资参考轻质耐火混凝土的组成和性能表19-33使用温组成材料堆密度导热系数抗压强度烧后线变AI2。度(C)胶结材料骨料(kg/m3)(W/m-K)(MPa化（%(%)800,100(硅酸盐水泥水玻璃蛭石珍珠岩70011000.170.232.04.0-0.151.825300硅酸盐水泥局铝水泥水玻璃陶粒130014000.410.477.015.0-0.215251000130(0局铝水泥轻质

43、粘铝质115015000.270.523.010.0-0.81.2354513001400局铝水泥轻质高铝质130015000.410.527.015.0-1.0+0.3455014001600纯铝酸钙水泥氧化铝空心球120016000.350.815.018.0-0.3+0.69095轻质耐火混凝土组成中通常采用两种或两种以上混合骨料，先根据所要求的使用温度选择胶结材料和骨料品种，再按照要求的堆密度和强度选择胶结材料和轻质骨料的比例，一般采取质量比为：胶结材料：骨料=1:11:4,再用试配法确定组成。三、耐火砌筑胶泥的组成耐火混凝土除整体浇筑外，还可以预制构件拼装成筑物，此时需要加砌筑胶泥。

44、砌筑胶泥原则上应与砌体的材质相同；也可以采用一般粘土质胶泥或高铝质胶泥。当砌缝较大时，尤其是灌筑竖向预留孔洞时，可以加入30%左右的细骨料，细骨料的最大粒径一般小于5mm,也可以应用同种耐火混凝土加以填充。为便于人工捣固，还应适当增加用水量或配制耐火混凝土专用液体的用量。（一）粘土耐火混凝土所用砌筑胶泥的组成粘土耐火混凝土所用砌筑胶泥由其细骨料的同种材料组成，或选用表19-34所列砌筑胶泥即可。耐火混凝土胶泥的组成表19-34混凝土种类材料名称组成（硅酸盐水泥硅酸盐水泥2030粘上热料粉7080耐火混凝土水硅酸盐水泥粘上熟料粉粘土质耐火泥水205030局铝水泥2025H矶士熟料粉（或粘土熟料粉

45、）7580H水鹏粘上热料粉100高铝水泥耐工业磷酸（85麻度）1620火混凝土水15矶土熟料粉100工业磷酸（20麻度）2530石墨粉（土状）57机油02高铝水泥耐矶土熟料粉100火混凝土工业磷酸（85麻度）1613水1524粘上热料粉8590水玻璃耐火粘土1015混凝土糊精1水玻璃4046矶土熟料粉100工业磷酸（85麻度）1620水1524矶土熟料粉100磷酸盐耐火工业磷酸（20麻度）2530混凝土石墨粉（土状）57机油02矶土熟料粉100工业磷酸（85麻度）1618水1524（二）硅质和镁质耐火砌筑胶泥的组成硅质耐火混凝土及镁质耐火混凝土所用砌筑胶泥的组成见表19-35硅质和镁质耐火砌筑胶泥的组成表19-35混凝土种类材料名称组成（%硅质GF-90硅质耐火泥100耐火混凝土水GF-85硅质耐火泥水玻璃水100810硅石粉粘土水8095520硅质耐火混凝土硅石粉粘