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摘要：在工业飞速发展的时代，耐热混凝土的应用越来越广泛。本文主要就耐热混凝土在应用过程中耐热混凝土的原料选择、质量控制、配合比设计等问题进行了分析。
关键词：耐热混凝土；工业设计；应用
一、前言
目前我国的工业设计已有一定的发展，材料、造型和功能是工业设计的三大要素，材料是工业设计造型及功能实现的重要前提。随着工业的飞速发展，耐热混凝土因其在高温下稳定的力学性能、物理性能及耐热性等特点，被广泛应用于工业设计。耐热混凝土原料的选择、配合比设计等直接影响到耐热混凝土是否能有效的运用于工业设计。本文主要就耐热混凝土在工业设计中耐热混凝土的原料选择、质量控制、配合比设计等问题进行了分析。
二、耐热混凝土的定义及其物理使用机理
耐热混凝土是指在200℃～1300℃的温度长时间作用下，其力学性能、物理性能及耐热性等能够保持稳定的一种特殊的混凝土。耐热混凝土广泛运用于烟囱、高炉外壳、工业窑炉等工程[1]。
混凝土在长时间的高温状态下，其内部的构件由于受热不均匀很容易产生温度应力，这种温度应力的产生会直接导致其耐热性能的降低。如耐热混凝土组成的烟囱构件，在工作时突然遇到高温时很容易产生横向破裂，从而破坏耐热混凝土的耐热性能。
一般的混凝土在长时间高温下，其内部的物理结构不稳定，极易发生改变。这种结构的破坏的原因主要是高温下混凝土的骨料会发生膨胀、水泥石在高温下易失水以及骨料、水泥石和钢筋之间的不协调的热膨胀系数所导致。
骨料的种类、混凝土成分的耐热性能、凝胶材料的种类、混凝土基体的孔隙大小等是影响混凝土耐热性的主要因素[2]。由于骨料是混凝土的主要组成部分，因此在选择骨料时要特别注意其耐火度、膨胀系数和类别，以便适应凝胶材料的性能。除此之外，水胶比、水泥用量、掺和料品种、骨料级配等因素也是影响混凝土耐高温性能的重要因素。膨胀系数是影响骨料与水泥石收缩差值的重要因素，膨胀系数越小，其差值越小；要提高混凝土的体积稳定性和密实度，可以选择适当的骨料级配；混凝土的体积稳定性和密实度有助于将混凝土的耐热性能提高。单位体积的水泥用量与混凝土的高温性能呈反比，水泥用量越多，混凝土的耐热性能就越差。由于膨胀系数的差异，骨料与水泥石受应力的影响，在加热的过程中容易出现裂纹。此外，长时间高温下，混凝土中的水泥石容易脱水，脱水的直接后果是混凝土的孔隙率增加，孔隙率的增加是导致混凝土结构疏松的重要原因。
普通的混凝土在560℃～590℃下，其含有的Ca（OH）2易脱水生成游离的 氧化钙，这种游离的氧化钙会造成混凝土体积的收缩。在温度降低的过程中，游离的氧化钙会吸收空气中的水进而造成混凝土体积的膨胀，最后导致混凝土的开裂，进而影响混凝土的耐热性能。加入适量的掺和料解决混凝土开裂的有效措施，主要是由于在高温下掺和料中的Al2O3、SiO2可以和游离的氧化钙发生反应产生无水铝酸钙和无水硅酸钙，中和了游离氧化钙的作用，从而提高了混凝土的耐热性能[3]。
三、耐热混凝土的应用分析
耐热混凝土在工程实际中应用时主要需考虑以下方面：
（一）骨料的选择
目前，工业上常用黏土熟料、碎黏土砖等骨料作为耐热混凝土的骨料，或者会选用一些工业废渣如煅烧煤矸石、粉煤灰陶粒、炉渣等；天然的轻骨料，如凝灰岩、沸石等；人造的轻骨料如膨胀珍珠岩、黏土陶粒、页岩陶粒等。这些种类的原料的特点是耐火、隔热、保温、轻质等，常被用于工程实际中。
骨料是混凝土的主要组成部分，因此在选择骨料时要特别注意其耐火度、膨胀系数和类别，以便适应凝胶材料的性能。考虑到不同骨料的抗热性能差别，骨料的级配同样也会影响到混凝土的耐热性能，因此在选择时应对骨料的级配进行优化。骨料的用量也是影响混凝土耐热性能的重要因素之一。如果用的骨料量比较少的话，相对的胶结料用量就会增大，这种骨料、胶结料失衡的比例容易导致混凝土的软化温度降低，进而会影响到耐热混凝土的耐热性能。如果骨料的用量过多，胶结料的用量就相对的会减少，胶结料的作用是增强混凝土的易变性，一旦胶结料的量达不到要求，很容易导致混凝土的空隙率变大，在高温状态下由于空隙率的增大，混凝土容易分层并脱落。
混凝土的耐热性也受骨料粒径大小的影响。过大则容易导致混凝土的拌合物出现搅拌不均匀的现象，造成骨料表面积的减少，进而影响到混凝土的密实性和易变性；过小则会导致混凝土的工作性变差。
骨料的级配同样也会影响到混凝土的耐热性能，因此在选择时应对骨料的级配进行优化。优化的骨料级配能增加骨料堆积的密实度，同时可以间接的减少凝胶材料的用量，提高混凝土的密实性，进而增加混凝土的耐热性能。
（二）胶结料的选择
目前工业上常见的胶结料有铝酸盐质、硅酸盐质、硫酸盐质、矾土质等硅酸盐性质的胶结料。由于工业实践的复杂性，因此在选择胶结料时应注意其质量控制。使用时注意胶结料的用量。过量的胶结料容易降低混凝土的软化温度，软化温度降低，其耐热性能也跟着降低；骨料之间良好的粘合可以避免混凝土过大的空隙率，增加其密实性和强度，过少的胶结料用量则会导致骨料之间粘合作用降低。因此，在保证混凝土的易性和强度的基础上应尽可能的将胶结料的用量减少，以保证混凝土良好的耐热性。
（三）合理使用掺和料
当前耐热混凝土在工程实际应用中必不可缺的是掺和料的使用。掺和料在一定程度上能够发挥水泥的作用，可以改善混凝土的工作性，将混凝土的强度、密实性提高，并提高混凝土的使用寿命。掺和料多为工业的废渣，如果在工程实际应用中能够充分考虑掺和料的应用，可以极大的提高耐热混凝土的在工业上的应用效率。目前常用的掺和料有硅微粉、矿渣超细粉、粉煤灰等。粉煤灰是燃煤电厂使用的废渣，在使用时应根据其流动比、细度、活性指数、密度、有害成分含量等进行最优化选择。在工业上使用的粉煤灰初期要求其强度最好低于混凝土中所使用的水泥的强度，后期要求其强度要大于混凝土的强度。应注意的是如果工业施工的温度比较低，一般不宜使用粉煤灰。炼铁厂矿渣形成的矿渣超细粉也是掺和料的选择之一，在使用时应根据其流动比、细度、活性指数、密度、有害成分含量等进行最优化选择，矿渣超细粉的使用在温度较低时也要降低其用量。SiO2微粉属于硅钢和硅粉冶炼过程产生的一种粉末，在工业上的使用主要用于高强度的混凝土。
（四）确定好耐热混凝土的配方
耐热混凝土配方的确定是工程实际中应用耐热混凝土的重要内容，其配比模式有严格的要求。进行配比时首先要保证工程设计能承受的最低的耐压强度，其次要保证混凝土良好的流动性和工作性，最重要的是配比能满足混凝土耐热性能最大的发挥。在设计配比时，应考虑到混凝土的强度和水灰比的大小呈反比，因此應尽量降低水灰比的大小。此外，单位用水量与混凝土的的空隙率呈正比，因此，配比时应将单位的用水量尽量减少，从而保证混凝土的耐热性能。水泥用量是影响混凝土开裂的重要影响因素，要尽量减少水泥的用量，从而减少混凝土开裂现象的发生。
四、结语
在工业飞速发展的时代，耐热混凝土的应用越来越广泛。耐热混凝土原料的选择、配合比设计等直接影响到耐热混凝土是否能有效的运用于工程实际中。因此，应注意热混凝土原料的选择、配合比设计的优化与选择，保证耐热混凝土有效的运用于工程实际中。
参考文献：
[1]徐兴卫 . 我国耐热混凝土应用分析[J]. 物流工程与技术，2012，7（43）：132-133.
[2]李会，杨荣俊. 耐热混凝土的配制与应用[J]. 粉煤灰综合利用，2013，（17）：38-43.
[3]郭运杰，王元光，王旭斌. 耐热混凝土的试验研究与工程应用[J]. 广东土木与建筑，2013，（3）：67-69.
关键词：耐热混凝土；工业设计；应用
一、前言
目前我国的工业设计已有一定的发展，材料、造型和功能是工业设计的三大要素，材料是工业设计造型及功能实现的重要前提。随着工业的飞速发展，耐热混凝土因其在高温下稳定的力学性能、物理性能及耐热性等特点，被广泛应用于工业设计。耐热混凝土原料的选择、配合比设计等直接影响到耐热混凝土是否能有效的运用于工业设计。本文主要就耐热混凝土在工业设计中耐热混凝土的原料选择、质量控制、配合比设计等问题进行了分析。
二、耐热混凝土的定义及其物理使用机理
耐热混凝土是指在200℃～1300℃的温度长时间作用下，其力学性能、物理性能及耐热性等能够保持稳定的一种特殊的混凝土。耐热混凝土广泛运用于烟囱、高炉外壳、工业窑炉等工程[1]。
混凝土在长时间的高温状态下，其内部的构件由于受热不均匀很容易产生温度应力，这种温度应力的产生会直接导致其耐热性能的降低。如耐热混凝土组成的烟囱构件，在工作时突然遇到高温时很容易产生横向破裂，从而破坏耐热混凝土的耐热性能。
一般的混凝土在长时间高温下，其内部的物理结构不稳定，极易发生改变。这种结构的破坏的原因主要是高温下混凝土的骨料会发生膨胀、水泥石在高温下易失水以及骨料、水泥石和钢筋之间的不协调的热膨胀系数所导致。
骨料的种类、混凝土成分的耐热性能、凝胶材料的种类、混凝土基体的孔隙大小等是影响混凝土耐热性的主要因素[2]。由于骨料是混凝土的主要组成部分，因此在选择骨料时要特别注意其耐火度、膨胀系数和类别，以便适应凝胶材料的性能。除此之外，水胶比、水泥用量、掺和料品种、骨料级配等因素也是影响混凝土耐高温性能的重要因素。膨胀系数是影响骨料与水泥石收缩差值的重要因素，膨胀系数越小，其差值越小；要提高混凝土的体积稳定性和密实度，可以选择适当的骨料级配；混凝土的体积稳定性和密实度有助于将混凝土的耐热性能提高。单位体积的水泥用量与混凝土的高温性能呈反比，水泥用量越多，混凝土的耐热性能就越差。由于膨胀系数的差异，骨料与水泥石受应力的影响，在加热的过程中容易出现裂纹。此外，长时间高温下，混凝土中的水泥石容易脱水，脱水的直接后果是混凝土的孔隙率增加，孔隙率的增加是导致混凝土结构疏松的重要原因。
普通的混凝土在560℃～590℃下，其含有的Ca（OH）2易脱水生成游离的 氧化钙，这种游离的氧化钙会造成混凝土体积的收缩。在温度降低的过程中，游离的氧化钙会吸收空气中的水进而造成混凝土体积的膨胀，最后导致混凝土的开裂，进而影响混凝土的耐热性能。加入适量的掺和料解决混凝土开裂的有效措施，主要是由于在高温下掺和料中的Al2O3、SiO2可以和游离的氧化钙发生反应产生无水铝酸钙和无水硅酸钙，中和了游离氧化钙的作用，从而提高了混凝土的耐热性能[3]。
三、耐热混凝土的应用分析
耐热混凝土在工程实际中应用时主要需考虑以下方面：
（一）骨料的选择
目前，工业上常用黏土熟料、碎黏土砖等骨料作为耐热混凝土的骨料，或者会选用一些工业废渣如煅烧煤矸石、粉煤灰陶粒、炉渣等；天然的轻骨料，如凝灰岩、沸石等；人造的轻骨料如膨胀珍珠岩、黏土陶粒、页岩陶粒等。这些种类的原料的特点是耐火、隔热、保温、轻质等，常被用于工程实际中。
骨料是混凝土的主要组成部分，因此在选择骨料时要特别注意其耐火度、膨胀系数和类别，以便适应凝胶材料的性能。考虑到不同骨料的抗热性能差别，骨料的级配同样也会影响到混凝土的耐热性能，因此在选择时应对骨料的级配进行优化。骨料的用量也是影响混凝土耐热性能的重要因素之一。如果用的骨料量比较少的话，相对的胶结料用量就会增大，这种骨料、胶结料失衡的比例容易导致混凝土的软化温度降低，进而会影响到耐热混凝土的耐热性能。如果骨料的用量过多，胶结料的用量就相对的会减少，胶结料的作用是增强混凝土的易变性，一旦胶结料的量达不到要求，很容易导致混凝土的空隙率变大，在高温状态下由于空隙率的增大，混凝土容易分层并脱落。
混凝土的耐热性也受骨料粒径大小的影响。过大则容易导致混凝土的拌合物出现搅拌不均匀的现象，造成骨料表面积的减少，进而影响到混凝土的密实性和易变性；过小则会导致混凝土的工作性变差。
骨料的级配同样也会影响到混凝土的耐热性能，因此在选择时应对骨料的级配进行优化。优化的骨料级配能增加骨料堆积的密实度，同时可以间接的减少凝胶材料的用量，提高混凝土的密实性，进而增加混凝土的耐热性能。
（二）胶结料的选择
目前工业上常见的胶结料有铝酸盐质、硅酸盐质、硫酸盐质、矾土质等硅酸盐性质的胶结料。由于工业实践的复杂性，因此在选择胶结料时应注意其质量控制。使用时注意胶结料的用量。过量的胶结料容易降低混凝土的软化温度，软化温度降低，其耐热性能也跟着降低；骨料之间良好的粘合可以避免混凝土过大的空隙率，增加其密实性和强度，过少的胶结料用量则会导致骨料之间粘合作用降低。因此，在保证混凝土的易性和强度的基础上应尽可能的将胶结料的用量减少，以保证混凝土良好的耐热性。
（三）合理使用掺和料
当前耐热混凝土在工程实际应用中必不可缺的是掺和料的使用。掺和料在一定程度上能够发挥水泥的作用，可以改善混凝土的工作性，将混凝土的强度、密实性提高，并提高混凝土的使用寿命。掺和料多为工业的废渣，如果在工程实际应用中能够充分考虑掺和料的应用，可以极大的提高耐热混凝土的在工业上的应用效率。目前常用的掺和料有硅微粉、矿渣超细粉、粉煤灰等。粉煤灰是燃煤电厂使用的废渣，在使用时应根据其流动比、细度、活性指数、密度、有害成分含量等进行最优化选择。在工业上使用的粉煤灰初期要求其强度最好低于混凝土中所使用的水泥的强度，后期要求其强度要大于混凝土的强度。应注意的是如果工业施工的温度比较低，一般不宜使用粉煤灰。炼铁厂矿渣形成的矿渣超细粉也是掺和料的选择之一，在使用时应根据其流动比、细度、活性指数、密度、有害成分含量等进行最优化选择，矿渣超细粉的使用在温度较低时也要降低其用量。SiO2微粉属于硅钢和硅粉冶炼过程产生的一种粉末，在工业上的使用主要用于高强度的混凝土。
（四）确定好耐热混凝土的配方
耐热混凝土配方的确定是工程实际中应用耐热混凝土的重要内容，其配比模式有严格的要求。进行配比时首先要保证工程设计能承受的最低的耐压强度，其次要保证混凝土良好的流动性和工作性，最重要的是配比能满足混凝土耐热性能最大的发挥。在设计配比时，应考虑到混凝土的强度和水灰比的大小呈反比，因此應尽量降低水灰比的大小。此外，单位用水量与混凝土的的空隙率呈正比，因此，配比时应将单位的用水量尽量减少，从而保证混凝土的耐热性能。水泥用量是影响混凝土开裂的重要影响因素，要尽量减少水泥的用量，从而减少混凝土开裂现象的发生。
四、结语
在工业飞速发展的时代，耐热混凝土的应用越来越广泛。耐热混凝土原料的选择、配合比设计等直接影响到耐热混凝土是否能有效的运用于工程实际中。因此，应注意热混凝土原料的选择、配合比设计的优化与选择，保证耐热混凝土有效的运用于工程实际中。
参考文献：
[1]徐兴卫 . 我国耐热混凝土应用分析[J]. 物流工程与技术，2012，7（43）：132-133.
[2]李会，杨荣俊. 耐热混凝土的配制与应用[J]. 粉煤灰综合利用，2013，（17）：38-43.
[3]郭运杰，王元光，王旭斌. 耐热混凝土的试验研究与工程应用[J]. 广东土木与建筑，2013，（3）：67-69.