致密耐火浇注料抗爆裂性评价方法的研究(下)
发布日期: 2019-12-09 09:08:44 阅读量(808) 作者:
(接上文)各浇注料爆裂后的碎裂程度顺序为:AULC
图2硅溶胶结合浇注料试样的开裂部位
2.3内部转折点温度
图3示出了水泥结合浇注料CC在不同试验温度下的中心温度(T)-时间(t)曲线。如图3所示,试样CC5、CC6的试验温度为600℃,两试样在炉温600℃下均未爆裂,试样CC5的转变点温度为240℃,试样CC6有两个明显的转变点,分别为230、247℃,两曲线的变化趋势比较一致;试样CC8、CC9的试验温度为700℃,在该温度下两试样均未爆裂,试样CC8的转变点温度为241℃,试样CC9的转变点温度为264℃;试样CC4的试验温度为800℃,在该温度下试样炸裂为碎块,响声剧烈,试样炸裂时内部温度为196℃。
图3水泥结合浇注料在不同试验温度下的中心温度-时间曲线
图4示出了超低水泥结合浇注料ULC在不同试验温度下的中心温度-时间曲线。试样ULC5、ULC6的试验温度为500℃,在该温度下两试样均未爆裂,试样ULC5的转变点温度为241℃,试样ULC6的转变点温度为233℃;试样ULC3、ULC4的试验温度为600℃,两试样均爆裂,试样ULC3在内部温度153℃时第一次爆裂,试样ULC4在试验进行约330s时爆裂,且试样ULC4爆裂时响声较试样ULC3的更大一些,碎裂更严重。
图4超低水泥结合浇注料在不同试验温度下的中心温度-时间曲线
图5示出了含金属铝粉的超低水泥结合浇注料AULC在不同温度下的中心温度-时间曲线。其中,试样AULC1的试验温度为500℃,未爆裂,转变点温度为189℃;试样AULC2的试验温度为600℃,未爆裂,转变点温度为196℃;试样AULC3的试验温度为700℃,未爆裂,转变点温度为199℃;试样AULC4的试验温度为800℃,未爆裂,转变点温度为183℃;试样AULC5的试验温度为800℃,内部温度151℃时爆裂,响声剧烈。可以看出,同一种试样,其抗爆裂试验温度不同时,虽然试样内部转变点温度每次都不完全相同,但其差别不大,只是试验温度越高,温度转变点出现的越早(如图5所示,随着试验温度升高,转变点温度在时间轴上越来越靠左),转变点越明显。由此可以判定:同一种浇注料的转变点温度高低与抗爆裂试验温度基本无关。
图5含金属铝粉的超低水泥结合浇注料在不同温度下的中心温度-时间曲线
图6示出了水合氧化铝结合浇注料ABD在试验温度300、400℃下的中心温度-时间曲线。其中,试样ABD3的试验温度为300℃,未爆裂,试验时长约22min,在此时间段内未出现转变点温度;试样ABD5的试验温度也为300℃,延长了保温时间至试样内部温度基本达到炉温,试样未爆裂,整个曲线上也未出现转变点温度;试样ABD4的试验温度为400℃,内部温度182℃时爆裂,响声剧烈,只爆裂一次,粉碎性炸裂。
图6水合氧化铝结合浇注料在试验温度300和400℃下的中心温度-时间曲线
图7示出了硅溶胶结合浇注料SSG在不同试验温度下的中心温度-时间曲线。其中,试样SSG4的试验温度为400℃,试样出现裂纹(如图3所示),内部转变点温度为105℃;试样SSG1、SSG2的试验温度为500℃,均局部炸裂,试样SSG1内部温度约90℃时爆裂,一声闷响,声音特别小,转变点温度为100℃;试样SSG2内部温度约90℃时爆裂,响声较第一次大一些,转变点温度为104℃。由图2可以看出,硅溶胶结合浇注料在养护和烘干期间就已经失去了绝大多数的水,这可能与硅溶胶结合浇注料有较低的转变点温度有关。
图7硅溶胶结合浇注料在不同试验温度下的中心温度-时间曲线
浇注料的抗爆裂温度与转变点温度对比如表5所示。可以看出,对于不同结合体系的浇注料,其转变点温度的高低并不能用来判定浇注料抗爆裂性的好坏。硅溶胶结合的浇注料其转变点温度最低,但其抗爆裂温度也很低;而水泥结合浇注料其转变点温度最高,但抗爆裂性并不差,这可能是受试样强度等其他因素的影响。某些结合体系的浇注料无转变点温度,如水合氧化铝结合浇注料。
表5浇注料抗爆裂温度与转变点温度
试样CC和AULC的抗爆裂性最好,试样CC的转变点温度虽然很高,但强度高,所以抗爆裂性好;试样AULC的强度虽低,但转变点温度低,所以抗爆裂性也好。ULC和AULC的转变点温度与抗爆裂温度之间的关系符合国标ISO16334:2013(E)中的观点:由于其强度几乎相同,所以抗爆裂性受转变点温度的影响最大。这说明,浇注料的抗爆裂性受转变点温度、浇注料强度等多种因素的共同影响。
表5中还可以看出,凡是有转变点温度的浇注料,其试样若爆裂,都是在其内部温度未达到转变点温度之前爆裂,若试样内部温度达到转变点温度后试样还未爆裂,则试样一般就不会再发生爆裂了(除了出现裂纹的情况)。根据黄育飞关于浇注料快速烘烤时内部蒸汽压力的研究发现,浇注料的内部转变点温度和试样内部蒸汽压力最大时对应的温度较吻合,因此该温度点为试样爆裂的危险点。
3、结论
(1)国际标准ISO16334:2013(E)中关于用转变点温度高低来衡量抗爆裂性好坏不是对所有结合体系的浇注料都适用。浇注料抗爆裂性的好坏受很多因素的影响,而转变点温度的高低只与试样的脱水能力有关,而不能表征强度等因素对试样抗爆裂的影响。此外,水合氧化铝结合刚玉质浇注料不存在转变点温度。因此,直接用浇注料的抗爆裂温度来衡量浇注料的抗爆裂性是比较合理的。
(2)凡是有转变点温度的浇注料,其试样若爆裂,都是在其内部温度未达到转变点温度之前爆裂,若试样内部温度达到转变点温度后试样还未爆裂,则试样一般就不会再发生爆裂了(除了出现裂纹的情况)。因此,测试浇注料的转变点温度也有一定的意义。
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