烘烤制度对超低水泥浇注料气孔结构参数的影响
发布日期： 2020-04-02 14:57:08 阅读量（542） 作者：张红
耐火浇注料透气性与气孔结构参数有密切关系。探究耐火浇注料透气性与其气孔结构参数之间的关系，有利于改善浇注料在烘烤过程中的透气性，提高抗爆裂性，同时借助于研究方法指导研究人员进行新材料的设计。本文以超低水泥浇注料为例，探索烘烤制度对超低水泥浇注料气孔结构参数的影响。
（超低水泥浇注料）
1、烘烤制度对气孔率的影响
图1为烘烤时间对超低水泥浇注料气孔率的影响。从图中可看出，烘烤温度一定时，预烘后超低水泥耐火浇注料气孔率随着烘烤时间变化呈保持不变的趋势。
图1烘烤时间对气孔率的影响
图2为烘烤温度对气孔率的影响。从图中可看出，烘烤时间一定时，超低水泥浇注料的气孔率随着烘烤温度的升高呈增加的趋势。
图2烘烤温度对气孔率的影响
有研究采用热重-差热分析法对超低水泥浇注料基质浆体的脱水行为和相组成变化进行分析，对干燥脱水过程(如图3)进行了更为详细深入的分析：第一阶段即从室温到100℃主要干燥机理是在绝热条件下自由水的蒸发，蒸发随温度升高而增强，液/汽界面退至坯体内部的多孔网络的平衡作用出现在50～60℃之间的第一个峰值位置，随着浇注料不断地被加热，在液/汽界面间的自由水逐渐达到沸点。第二阶段的干燥随着自由水的沸腾而开始，水蒸汽的排除率增加和干燥面向坯体中心收缩之间的平衡出现在100～170℃之间的峰值位置。第三阶段的干燥在200～400℃之间，与样品中形成的水化产物相关联。可见超低水泥耐火浇注料随着烘烤温度的升高会持续失水，故超低水泥耐火浇注料的气孔率随着烘烤温度的升高而增加，不同水分排出所需要温度不同，故超低水泥耐火浇注料的气孔率随烘烤时间变化呈保持不变的趋势。
图3高铝质超低水泥浇注料的干燥阶段
2、烘烤制度对平均孔径的影响
图4为烘烤时间对平均孔径的影响，从图中可看出，烘烤温度一定时，预烘后超低水泥耐火浇注料的平均孔径随烘烤时间变化呈保持不变的趋势。
图4烘烤时间对平均孔径的影响
图5为烘烤温度对平均孔径的影响，从图中可看出，烘烤时间一定时，超低水泥浇注料的平均孔径随烘烤温度的升高呈减小的趋势。
图5烘烤温度对平均孔径的影响
超低水泥浇注料基质浆体中不同水分排出所需要的温度不同，自由水和大量吸附水脱水温度﹤CAH10脱水温度﹤C3AH6脱水温度﹤AH脱水温度,可见，烘烤温度越高，单位摩尔脱出水量越小，故随着烘烤温度的升高，预烘后超低水泥的平均孔径呈减小的趋势，又因不同水分排出所需温度不同，故平均孔径随烘烤时间变化呈保持不变的趋势。
3、烘烤制度对孔隙曲折度的影响
图6为烘烤时间对孔隙曲折度的影响，从图中可看出，烘烤温度一定时，预烘后的超低水泥耐火浇注料孔隙曲折度随烘烤时间变化呈保持不变的趋势。原因是气孔率和平均孔径随着烘烤时间变化呈保持不变的的趋势，平均孔径保持不变，孔隙表面积与孔体积之比就保持不变，故随着烘烤时间的增加，孔隙曲折度呈保持不变的趋势。
图6烘烤时间对孔隙曲折度的影响
图7为烘烤温度对孔隙曲折度的影响，从图中可看出，烘烤时间一定时，超低水泥耐火浇注料孔隙曲折度随着烘烤温度的升高呈增加的趋势，说明随着烘烤温度的升高，超低水泥耐火浇注料内部的气孔结构变得越细越长。原因是平均孔径随着烘烤温度的升高呈减小的趋势，平均孔径减小，孔隙表面积与孔体积之比就减小，且气孔率随着烘烤温度的升高呈增加的趋势，故随着烘烤温度的升高，孔隙曲折度呈现升高的趋势。
图7烘烤温度对孔隙曲折度的影响
结论：
对于超低水泥耐火浇注料，烘烤温度一定时，预烘后超低水泥浇注料的气孔率、平均孔径和孔隙曲折度随着烘烤时间变化呈保持不变的趋势;烘烤时间一定时，超低水泥浇注料的气孔率和孔隙曲折度随烘烤温度的升高呈增加的趋势，而平均孔径随着烘烤温度的升高呈减小的趋势。
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