耐高溫混凝土技術(shù)、及配比一、商品混凝土材料受熱后作用機(jī)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(xiàn)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(qiáng)度和彈性模量的下降。受熱作用主要分為兩個(gè)方面：1、水泥水化產(chǎn)物受熱作用機(jī)理；2、骨料受熱作用機(jī)理；3、水泥石和骨料界面受熱作用機(jī)理。水泥水化產(chǎn)物受熱作用具體過程如下：100℃時(shí)毛細(xì)孔開始失水；100-150℃時(shí)由于水蒸氣蒸發(fā)促進(jìn)熟料逐步水化使商品混凝土抗壓強(qiáng)度增加；200-300℃水泥水化產(chǎn)物水化硅酸鈣凝體脫水導(dǎo)致組織硬化；300℃以上由于脫水加劇商品混凝土收縮開始出現(xiàn)裂紋，強(qiáng)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。普通硅酸鹽水泥配制的商品混凝土在900℃時(shí)游離水、結(jié)晶水及水化物的脫水基本結(jié)束，商品混凝土強(qiáng)度幾乎喪失。同時(shí)必須注意由于氫氧化鈣的脫水，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(dǎo)致體積膨脹產(chǎn)生商品混凝土表面酥松剝落現(xiàn)象，此外高溫改變了鈣礬石的形成機(jī)理，使商品混凝土內(nèi)部形成粗大的孔結(jié)構(gòu)。各種巖石成分的骨料，受熱變形也不相同。含有石英巖的骨料（如石英砂、砂巖等石英質(zhì)骨料），在575℃以下，體積逐漸膨脹，而在575℃時(shí)，突然膨脹；含有石灰?guī)r的材料，在750─900℃條件下分解成氧化鈣，強(qiáng)度顯著降低故普通商品混凝土不宜在高溫環(huán)境下使用，其使用溫度一般也不超過250℃。300℃時(shí)商品混凝土中的骨料開始膨脹，隨著溫度的繼續(xù)升高，水泥收縮和骨料膨脹加劇，兩者結(jié)合被破壞產(chǎn)生界面破壞，伴隨著水泥水化產(chǎn)物的受熱破壞以及骨料的晶型轉(zhuǎn)換，界面破壞加劇。同時(shí)由于商品混凝土表面溫度升高比內(nèi)部快得多以及骨料和水泥石之間的熱不相容造成的內(nèi)外溫差和應(yīng)力差也會引起商品混凝土開裂和強(qiáng)度下降。二、耐熱商品混凝土配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)依據(jù)上述商品混凝土材料受熱后作用機(jī)理可以得出配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1、水泥品種的選擇按照設(shè)計(jì)目標(biāo)，本次商品混凝土耐熱度在700℃，為確保安全實(shí)際研究過程中提高至750℃，基本已經(jīng)達(dá)到了硅酸鹽水泥耐熱商品混凝土溫度上限。為確保所設(shè)計(jì)配合比的實(shí)用性，研究中依然以硅酸鹽質(zhì)水泥為主，也進(jìn)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(yàn)。研究結(jié)果表明通過合適的配制技術(shù)采用硅酸鹽質(zhì)水泥能夠配制出符合目標(biāo)要求的耐高溫商品混凝土材料。2、水泥用量的選擇由于所用的水泥品種主要為硅酸鹽質(zhì)水泥，其受熱變化過程和機(jī)理不可避免，因而在配合比設(shè)計(jì)時(shí)在保證強(qiáng)度的前提下應(yīng)盡量減小水泥用量。由于本公司膠凝混合材質(zhì)量一般，28天、35天齡期商品混凝土強(qiáng)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(jìn)一步下降的空間。建議：可以適當(dāng)提高混合材質(zhì)量等級或者以較長齡期（比如56天）作為評價(jià)商品混凝土材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，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(chǎn)生的潛在危害，應(yīng)盡可能的減少Ca(OH)2數(shù)量，在配合比中添加大量混合材是一個(gè)比較合適的方法。同時(shí)在高溫作用下，混合材可以起到進(jìn)一步水化作用從而彌補(bǔ)商品混凝土強(qiáng)度的下降。本次設(shè)計(jì)時(shí)采用粉煤灰和礦粉雙摻技術(shù)。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上選擇了較為合適的摻量及比例。需要指出的是由于本次混合材中粉煤灰質(zhì)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(chǎn)生不利的影響。4、骨料的選擇細(xì)骨料采用南京鋼鐵集團(tuán)提供的水渣，粗骨料分別選用了不同產(chǎn)地的玄武巖、焦寶石等。試驗(yàn)研究結(jié)果表明：六合產(chǎn)玄武巖基本能夠滿足要求。與江砂相比，由于水渣不存在形貌效應(yīng)，其配制的商品混凝土材料工作性一般。必須嚴(yán)格控制粗骨料的級配、泥含量、泥塊含量等技術(shù)指標(biāo)。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，多余的水通常以自由水或者毛細(xì)孔水存在，雖然不直接對商品混凝土高溫性能產(chǎn)生影響，但是用水量的高低與商品混凝土孔結(jié)構(gòu)及形貌密切相關(guān)，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(biāo)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(jī)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(nèi)部微觀裂縫客觀存在，同時(shí)也是導(dǎo)致商品混凝土材料受熱作用后性能劣化的主要原因之一。在配合比中適當(dāng)?shù)囊霘饪谆蛘吒邷胤纸獠牧嫌兄谔岣呱唐坊炷聊透邷匦阅堋１敬窝芯恐胁捎锰砑泳郾├w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(jié)果表明:摻加適量的聚丙烯纖維有助于提高商品混凝土材料的耐高溫性能。