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影響耐火澆注料性能的因素

耐火澆注料的品種較多,配合比不同,性能各異,施工制作方法和養護制度也不同,但影響性能的因素,基本是相同的。

鋼纖維澆注料工廠底圖.jpg

一、水泥的用量

水泥是耐火澆注料的重要組分之一,是決定強度的重要材料,也影響其他性能。水泥品種及其用量的不同,對性能的影響也有差別。 比如CA-50水泥高鋁質耐火澆注料, 耐火骨料和粉料均為二級礬土熟料,外加水量為10%。 隨著水泥用量的增加,常溫耐壓強度會提高,1200℃燒后耐壓強度比烘干耐壓強度降低40%~65%,耐火度和荷重軟化溫度不斷降低,而燒后線收縮也隨之增大。這是由于CA-50水泥雜質含量高,耐火度低,用量增加時,其澆注料加熱過程中的液相量多,致使性能下降。因此,在保證常溫強度的條件下,應盡量減少CA-50水泥用量,以提高耐火澆注料的高溫性能。當減少水泥用量后,應適當增加耐火粉料,使水泥和粉料的合量能夠充分地包裹住耐火骨料,并使耐火澆注料能夠獲得最大的密實度。常用水泥用量為10%~15%。

耐火水泥工廠主圖.jpg

二、加水量

鋁酸鹽水泥品種不同,配制的耐火澆注料也不同。同一種水泥,也能配制成多品種的耐火澆注料。在耐火澆注料配合比和工藝條件相同時,其水用量對耐火澆注料性能影響規律是基本相同的。現以CA -50水泥高鋁質耐火澆注料為例,其水用量對澆注料性能的影響, 耐火骨料和粉料均為二級礬土熟料,骨料為<15mm的統料70%,粉料和水泥各為15%。成型初凝后潮濕養護1d拆模,然后進行標準養護2d,檢驗各種性能。澆注料隨著水用量的增加,各種性能普遍有較大的下降:常溫耐壓強度降低27%~35%,烘干耐壓強度降低到19.1MPa,燒后耐壓強度降低約為40%,高溫耐壓強度降低57%左右;荷重軟化溫度由1400℃降至1250℃,燒后線變化由-0.38%降為﹣0.96%,顯氣孔率由19%增至23%,體積密度由2.29g/cm3降至2.17g/cm3。這就是說,配制鋁酸鹽水泥耐火澆注料時,水用量(或水灰比)的選用十分重要。當水用量多時,加熱后,水分逸出,孔隙增多,結構疏松,致使各種性能全面降低。因此,在保證其施工和易性的條件下,應盡量減少拌和物的水用量。在不摻減水劑的前提下,鋁酸鹽水泥耐火澆注料的適宜水用量為10%~13%。

應當指出,在耐火澆注料配合比和制作工藝基本相同時,其水用量有個最佳值, 所以,鋁酸鹽水泥耐火澆注料施工制作時,應先試拌和,選擇最佳流動度,比較常溫強度的大小,確定最佳的水用量,而后方可生產制作和施工。

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三、 耐火粉料

耐火澆注料一般均摻加適宜的耐火粉料,其作用:(1)減少水泥用量,能降低成本且提高使用溫度;(2)耐火粉料能起瘠化作用,高溫下又能參與反應而形成耐高溫礦物,提高耐火性能;(3)耐火氧化物超微粉的摻加,能降低水用量,高溫下形成耐高溫礦物或增強燒結性,故能提高澆注料的性能。耐火粉料的品種、細度及其用量,是影響澆注料性能的重要因素。

耐火粉料細度直接影響耐火澆注料的強度、體積密度和顯氣孔率等性能。一般來說,耐火粉料越細,耐火澆注料性能越好;當采用超微粉代替部分耐火粉料時,其體積密度增加,顯氣孔率低,強度顯著提高。

高鋁粉1工廠底圖.jpg

四、耐火骨料

耐火骨料是耐火澆注料的重要組分之一,其品種、品級、最大粒徑及顆粒級配等,是影響性能的主要因素。耐火骨料品種對耐火澆注料性能的影響 另外,耐火骨料品級、雜質含量和燒結優劣等,也影響其性能。例如,當用礬土熟料作耐火骨料時,隨著Al2O3含量增加,即品級提高,澆注料的耐火度和荷重軟化溫度提高,燒后線變化減小;當該料欠燒或雜質含量多時,其耐火度和荷重軟化溫度降低,燒后線收縮大。因此, 選擇燒結良好、純度高的適宜耐火骨料,方可配成高性能的耐火澆注料。

耐火骨料顆粒形狀越不規則越好,盡量不用長片狀料;其最大粒徑,應根據襯體厚度而定。當耐火骨料最大粒徑確定后,其顆粒級配對耐火澆注料性能有較大影響。

耐火骨料3-5工廠底圖.jpg

五、外加劑

耐火澆注料常用的外加劑,一般分為減水劑、促凝劑和緩凝劑,另外還摻加燒結劑和膨脹劑,應當指出耐火澆注料用的耐火水泥不同,選擇的外加劑及其用量也有所區別,一般應試驗確定。

六、養護制度

養護制度分為標準養護、自然養護、潮濕養護、蒸汽養護、水中養護和干燥養護等。

在一般情況下,由于水泥遇水后產生的水化熱在2~8h內較為集中,可達80%左右,強度上升很快,因此1天常溫強度較高,3天常溫強度增長不多。 應當指出,耐火澆注料選材合理、配合比得當,可在任何養護制度下養護,均能獲得較好的性能。



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