耐火澆注料在整個耐火材料中所占的比例在不斷增大,主要是因為開發(fā)了低水泥和超低水泥結(jié)合澆注料技術(shù),。通常使用的是以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑的低水泥耐火澆注料,,在鋁酸鹽水泥結(jié)合的耐火澆注料中,,有相當一部分產(chǎn)品在施工后的養(yǎng)護過程中,坯體表面容易發(fā)生一些損壞現(xiàn)象,,輕則造成表面粉化剝落,,重則直接導致坯體失去結(jié)合強度而粉化坍塌。尤其對于大型的現(xiàn)場制作澆注料預制塊,,是一個很大的損失,,所以針對這種現(xiàn)象,對其損毀機理進行了分析,,制定了切實可行的避免或減輕澆注料表面損毀的方法和對策,。
1 耐火澆注料表面損毀的現(xiàn)象
準確的說,耐火澆注料的表面損毀應該是指在實際的生產(chǎn)和使用中,,耐火澆注料在現(xiàn)場澆注結(jié)束后的養(yǎng)護期間所出現(xiàn)的表面異�,,F(xiàn)象,繼而又可能影響到整個澆注體的性能,,其表現(xiàn)形式有很多種,,但總結(jié)起來,應歸納為以下幾個方面,。
(1)絕大部分的表面損毀集中出現(xiàn)在澆注料施工結(jié)束后的養(yǎng)護期間,,并常常被認為與養(yǎng)護期間的環(huán)境條件(如溫度、濕度等)密切相關(guān),。
(2)這種現(xiàn)象常常發(fā)生在鋁酸鹽水泥結(jié)合的澆注料中,,同時在某些鎂質(zhì)澆注料中也有類似的出現(xiàn),在本文主要研究的是鋁酸鹽鹽水泥結(jié)合澆注料系統(tǒng),。
(3)其一般表現(xiàn)為,,首先在澆注體表面形成白斑,,或者長出白色的絨毛狀析出物:然后白斑或絨毛狀析出物繼續(xù)擴散至整個坯體表面:隨著養(yǎng)護的進行,表面干燥形成魚鱗狀的起皮,,或粉末狀附著物,,從而導致坯體表面的強度很低。人們常常把這種現(xiàn)象稱為“返堿現(xiàn)象”
(4)某些較嚴重的表面損毀會沿著坯體的表面向澆注體的縱深發(fā)展,,從而導致澆注體的整體強度下降,,無法后續(xù)使用。特別嚴重時,,澆注體基本失去強度,,坯體自行粉化解體。
2 耐火澆注料表面損毀的原因分析
2.1 “堿雜質(zhì)”引起的表面粉化
在耐火澆注料的配方中,,主要的有耐火原料,、水泥和鈉鹽外加劑等,都含有可溶性的鈉,,外加劑也有引入鈉離子,,而水泥的增加,體系的堿性增大,,同時生成的水化礦物相也相對較多,,在這些可溶堿的存在下發(fā)生一系列的反應。
澆注料中可溶性堿遇水解離,,與空氣中的二氧化碳反應會產(chǎn)生碳酸鹽物,,同時水泥水化,二者會繼續(xù)反應,。不斷分解鈣化,。
只要有水泥水化產(chǎn)物存在,以上反應就將循環(huán)進行,,產(chǎn)物的不斷分解,,澆注料坯體就會由表及里發(fā)生損壞。
澆注料中可溶堿的存在,,增加了CO2的溶解度,,是反應快速進行的重要前提。體系堿性越大,,水化礦物相越多,,則越有利于反應的進行。
2.2 養(yǎng)護的環(huán)境溫度和濕度
澆注料在澆注成型后,,通常養(yǎng)護溫度在 15~20℃,,大型的預制塊,為了養(yǎng)護強度的增加,會進入低溫窯進行 30~35℃的養(yǎng)護,,經(jīng)過觀察,,養(yǎng)護溫度的提高能增強坯體的強度和使用壽命,并且坯體表面出現(xiàn)粉化的現(xiàn)象也相應減少,。可見坯體養(yǎng)護環(huán)境溫度和濕度,,是損毀發(fā)生的一個重大因素,。一般而言,濕度越大,,越容易潤濕澆注料坯體內(nèi)的氣孔,,在潮濕的條件下,澆注料中可溶堿的解離更容易,,上文2.1 所述的反應進行的更順利,。
2.3 坯體的致密度的影響
坯體的致密度也是引起澆注料表面粉化的一個重要因素,當坯體的致密度低時,,氣孔率增大,,空氣中的水幾二氧化碳可以更容易地通過擴散進入坯體中,使得損毀反應發(fā)生,,導致坯體由表及里的分解粉化,。
2.4 施工用水及加水量的影響
澆注料的初期強度及施工性能均與施工用水質(zhì)量及加水量有很大的關(guān)系,施工用水應杜絕使用工業(yè)用水,、含堿水等化工成分的污水和廢水,,應選用民用生活用水,加水量多施工性能能好些,,但對坯體的初期強度及致密度都有一定的副作用,,同時加水量多勢必增加水化反應,更容易使坯體表面粉化的發(fā)生,�,?刂萍铀浚趾茈y達到施工的性能要求,,所以施工的加水量也是一個產(chǎn)生損毀的影響因素,。
3 澆注料表面損毀的解決辦法
根據(jù)現(xiàn)有的對澆注料表面產(chǎn)生損毀的原因分析,采用相應的措施來防止或降低表面損毀的程度,。
3.1 采用高純度的原料
高純度,,高致密度的原料,可以減低可溶性堿金屬的含量,,例如采用致密剛玉為骨料,,對于不經(jīng)過煅燒的原料在雜質(zhì)含量上嚴格控制,同時盡量少的控制加入量。
3.2 合理選用外加劑的種類
傳統(tǒng)的澆注料外加劑通常采用的是木質(zhì)素鈣鹽及鈉鹽,,使得澆注料的堿金屬含量增加,,加速了水化分解的反應,經(jīng)過調(diào)整,,試驗了新型的復合減水劑,,減少鈣鹽的加入,并在加入量上嚴格控制,,改變外加劑的種類,,并達到最佳的加入量,坯體表面粉化的現(xiàn)象得到了改善,,從 3~5 天延長到一周左右,,同時坯體的強度也有所提高。這樣,,再結(jié)合干燥時間的控制,,盡早干燥,增強早期強度,,現(xiàn)在坯體表面粉化已經(jīng)很少發(fā)生了,。
3.3 施工用水的控制
加強了對施工水質(zhì)的控制,杜絕使用化工水,,污水,、工業(yè)水等含堿金屬的水質(zhì),選擇民用生活自來水為結(jié)合用水,,以減少其它能提高水泥水化速度的外加物的進入,。
3.4 施工環(huán)境的控制
增強早期強度為了減少和降低澆注料的表面和空氣的接觸程度,采取了表面覆蓋的方法來封閉表面氣孔,,盡量隔絕二氧化碳和水汽向澆注料坯體中的擴散,,從而阻止損毀反應。同時為盡早使坯體干燥,,加強了廠房的保溫,,使坯體在 36h 的最佳養(yǎng)護期內(nèi)硬化,保證澆注體的強度,。
4 結(jié)論
通過以上對耐火澆注料坯體表面發(fā)生損毀的原因分析,,按照相應的解決方法并在生產(chǎn)中試驗,已經(jīng)取得了明顯的效果,,表面粉化層厚度減少到基本消失,,同時,施工加水量減少 2%,,使?jié)沧⒘系膹姸忍岣吡私?10MPa,,這對提高使用壽命起到了很好的作用。