影响低水泥浇注料使用性能的4个重要因素
发布日期： 2020-07-23 16:04:45 阅读量（594） 作者：低水泥耐火浇注料系指硅酸铝质、镁质和硅质等品种的低水泥耐火浇注料，其中开发最早、基础研究工作最深和应用最多的是硅酸铝质低水泥耐火浇注料。低水泥耐火浇注料的强度，比铝酸盐水泥耐火浇注料有非常大的提高，这是由多种因素造成的，其中超微粉的掺加与高效外加剂的巧妙使用，是起重要作用的。低水泥耐火浇注料的配制工艺要求较严，因此影响性能的因素较多，主要有超微粉、铝酸盐水泥和外加剂等。耐火骨料和水用量，也是影响其性能的重要因素。
(一)超微粉
超微粉对低水泥耐火浇注料的作用，是决定低水泥系列耐火浇注料性能的支柱，也可毫不夸张地说，没有超微粉，就没有低水泥系列耐火浇注料。
在低水泥耐火浇注料中，超微粉主要起分散促进剂和结构密实剂的作用。前者使水泥颗粒高度分散而不絮凝，后者使组织结构微孔得到充分填实而提高强度。超微粉种类有SiO2、α-Al2O3、Ca2O3、ZrO2和MgO等。SiO2超微粉的比表面积为20m2/g左右，其粒径约为水泥颗粒的1/100，因此具有良好的分散性和填充性。图1为SiO2粉对低水泥浇注料性能的影响。从图中看出，随着SiO2超微粉用量的增加，强度提高，耐火度降低，适宜的用量为≥3%。
图1 SiO2粉对低水泥浇注料性能的影响
1、2和3——分别为1d、3d和烘干耐压强度;4——耐火度
(二)铝酸盐水泥
铝酸盐水泥品种较多，品种不同，配制的低水泥耐火浇注料性能也有所区别。例如，在配合比和工艺条件基本相同时，CA-50水泥和CA-70水泥用量均为5%，其烘干、800℃和1100℃烧后耐压强度，前者分别为45MPa、51MPa和59MPa，后者相应的为65、70和74MPa。这说明，采用CA-70水泥配制的低水泥耐火浇注料性能，优于CA-50水泥配制的低水泥浇注料性能，但成本略有提高。
图2 水泥用量对低水泥浇注料强度的影响
图2为水泥用量对低水泥浇注料强度的影响。浇注料的基本配合比不变，保持耐火粉料和水泥的用量为常数。水泥的最低用量，应保证有足够的常温强度，以满足低水泥耐火浇注料的拆模或吊运的技术要求。该浇注料的常温耐压强度分别为15MPa和22MPa。从图中看出，在1100℃之前，水泥用量多，烧后耐压强度高，在1400℃和1500℃时，二者基本相似，水泥用量少的略高些。
(三)耐火骨料
在配制低水泥系列耐火浇注料时，耐火骨料一般不用破碎后的统料，而是采用多级颗粒级配。耐火骨料的品种不同，配制的低水泥浇注料性能也不同，详见表1。从表中看出，耐火骨料品种不同，其浇注料的烘干耐压强度也不同，即耐火骨料质量的优劣，直接影响其性能。因为良好的骨碎，其气孔率低，吸水率小，所以浇注料需水量也少，性能便可提高。
表1骨料品种和质量对浇注料的影响
在配制低水泥系列耐火浇注料时，应选择烧结良好、结构致密的耐火原料作耐火骨料和粉料，必要时应进行除铁和拣选，绝对不可用欠烧或混入有害杂质的原料作骨粉料。
(四)水用量
低水泥系列耐火浇注料的水用量，与其他耐火浇注料一样，也是在保证拌和料和易性的前提下，其水用量越少越好。这样，浇注料成型体硬化后，气孔少，总孔隙量降低，组织结构致密，烧后线变化小，强度提高。
图3 水用量对浇注料性能的影响
1-烘干耐压强度;2-显气孔率
图3为水用量对浇注料性能的影响。从图中看出，随着低水泥耐火浇注料水用量的增加，其强度降低，显气孔率增大。
最新研究结果证明，低水量不但能使低水泥耐火浇注料的总孔隙量降低，而且能加速铝酸盐水泥的早期水合作用，使水化物含有较少的结合水，同时单位胶结能力有所增强，因此有助于提高其常温、烘干和中温强度。
应当指出，低水泥系列耐火浇注料的特点是低气孔、致密和高强等，这对使用是十分有利的。但是，其气孔被超微粉填塞，透气度较差，在烘烤和加热过程中，水蒸气难以顺畅的排除，易造成衬体的剥落或炸裂，这是美中不足。因此，该类耐火浇注料的烘炉，至关重要，必须根据其品种、施工体的厚度及其部位，合理的制定烘烤制度。同时，也可在耐火浇注料中掺加防爆剂，如金属铝粉、乳酸铝和有机纤维等，以便使水蒸气能畅通的排除。
低水泥耐火浇注料中含有超微粉和外加剂，且搭配合理、巧妙使用，因此性能优良。但是，受环境和作业等因素的影响，其质量和作业性易发生时效变化，即瞬时凝结、流动性降低或硬化延迟等。
低水泥耐火浇注料发生时效变化的原因是多方面的。SiO2超微粉用量过大或分散剂品种不适，易发生时效变化或使时效加剧;耐火浇注料贮运过程中受潮或淋水，是其发生时效变化的主要原因。因此，低水泥耐火浇注料的配合比，应精心设计，采用密封包装，贮运时严禁受潮，同时用强制式搅拌机混料，拌和料应及时用完，这样就可防止其发生时效变化。
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