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耐火浇注料施工过程中强度下降的原因

时间:2018-05-24     作者:郑州凯瑞得耐材【原创】

 

耐火浇注料.jpg

 

   耐火浇注料是以散装混合料的形式供货,运送到现场后,经施工工人在现场加水搅拌使用。这类耐火材料主要用于窑炉内衬的砌筑和旧衬过程蚀损部位的修补使用,通常情况下,是以浇注振动的形式进行筑衬施工。施工体就地养生、硬化、脱模烘干,然后交付使用。在施工过程中如果出现耐火浇注料的使用强度下降,则应按照以下几点分析导致强度下降的原因。

一:耐火浇注料用水量不合适导致强度下降

      通过向耐火浇注料中加入一定数量的水,将干粉料和适当的水混合制成耐火浇注料—水体系浆体(糊状)以后即可进行施工(浇注)。耐火浇注料浆体的施工性能的好坏,直接决定其流动性(有时也包括触变性)。可见,水也是耐火浇注料中的关键结合剂,(它在耐火浇注料的浇注过程中起到媒介作用)可保证耐火浇注料浆体具有一定的触变性和流动性(施工性能),而硬化以后又能获得致密的浇注构体或者衬体,使之具有较好的结合性能和机械强度等。不过,为了获得较佳的耐火浇注构件或者衬体,其用水量需要进行严格控制。因为增加用水量(整体)会导致骨料同粉料分离沉积,使耐火浇注构件或者(整体)衬体在干燥过程中由于大量水分在逸出时产生较多的孔隙(气孔),从而会导致其结构疏松,性能下降,以及烧成后一些重要性能,如强度降低,抗侵蚀性下降等。

耐火浇注料施工.jpg

二:耐火浇注料混合及混合机理不恰当

  • 混合是在专门的混合设备中以恒定的速度完成的。在混合过程中产生的混合作用力、混合均匀所需要的时间以及耐火浇注料浆体的温度都会提高

  • 耐火浇注料混合物中都含有一定数量的细粉和微粉,而粉体一般都具有自然团聚倾向。粒子的黏附团聚的作用力是范德华力和水存在下的毛细管力,而且两者在不同组成粉体中的作用更加复杂。

  • 在加水初期,粒子会被所谓的吸附层的液膜覆盖,同时粒子间出现连接“液桥”。吸附层重叠便产生了吸附力而导致粒子聚结。该吸附力随着粒子的接触面扩大而增大,随之便提高了团聚体的强度。

    耐火浇注料的混合历程需要经历以下三个过程:

  • (1)打破干粉料的团聚体,并使粉料粒子均化

  • (2)将水加入粉料中,使其由干粉状转变为流态状,此过程需要有足够的混合能,通常称为耐火浇注料的转折点。

  • (3)加完所需的全部水后,将材料混合到适宜的稳定状态和均质状态。有时,在最终阶段可施加高的速率以补偿前两过程混合不足的影响。

混合时由于细粒子形成的团聚体,因范德华效应的增强和粒子尺寸的减少产生的毛细管力的作用而变得更强。因此,混合过程中必须克服这些力,才能破坏团聚力使对应的耐火浇注料浆体均化。

三:耐火浇注料体的干燥

      耐火浇注料的施工体(内衬)硬化后需要经过干燥排除其内部的水分才能交付使用。无水泥全铝质耐火浇注料体在110℃干燥过程中,因水排出引起的质量减少与时间的差异。其结果会导致材料的显气孔增大,透气性(渗透性)上升。理论上认为不同材质的耐火浇注料可能产生不同的气孔率,但实验结果却表明,以相同的用水量调制的不同材质耐火浇注料干燥后却具有相近的显气孔率和开口气孔,亦会降低耐火浇注体的干燥速度。

      耐火浇注料在某种程度上取决于干燥和加热条件的适当选择。对于高铝浇注料的干燥和加热,由于浇注料中含有大量水分如自由水和水化水,它们在100~550℃之间放出。在加热初期自由水先排出,然后是水化产物。为了成功低对耐火浇注料进行施工必须保持以下条件:

  • ① 施工期间注意保持干料和混合水温度能达到20℃左右,或高于这一温度。

  • ② 施工后,养护温度不能低于浇注料混炼时的干料和混合水的温度

  • ③ 干燥速度对浇注料性能有显著影响。块度加热由于浇注料内部蒸汽压块快速升高,致使蒸汽很快放出,引起材料爆裂。因此可加入金属添加剂(AL)和有机纤维作致密浇注料的干燥剂,且加热速度可按下述程序进行

  1. 以15℃/h从环境温度升到110℃:在110℃下,每25mm厚保温1h

  2. 以15℃/h从110℃升到300℃:在300℃下,每25mm厚保温1h

  3. 以25℃/h从300℃升到550℃:在550℃下,每15mm厚保温1h

  4. 以 75℃ /h 从550℃升到使用温度。



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