鋁酸鹽水泥耐火澆注料的品種較多,配合比不同,性能各異,施工制作方法和養(yǎng)護(hù)制度也不同,但影響性能的因素,基本是類同的。
水泥用量
水泥時耐火澆注料的重要組分之一,是決定強(qiáng)度的重要材料,也影響其他性能。水泥品種及其用量的不同,對性能的影響也有差別。
CA-50水泥高鋁質(zhì)耐火澆注料的水泥用量,對其性能影響見表1-1。耐火骨料和粉料均為二級礬土熟料,其骨料與粉料和水泥之比為70:30,外加水量為10%。從表中看出,隨著水泥用量的增加40%~65%,耐火度和荷重軟化溫度不斷降低,而燒后線收縮也隨之增大。這是由于CA-50水泥雜質(zhì)含量高,耐火度低,用量增加時,其澆注料加熱過程中的液相量多,致使性能下降。因此,耐火澆注料的高溫性能。當(dāng)減少水泥用量后,應(yīng)適當(dāng)增加耐火粉料,使水泥和粉料的合量能夠充分地包裹住耐火骨料,并使耐火澆注料能夠獲得最大密實(shí)度。常用水泥用量為10%~15%。
表1-1 CA-50水泥用量對澆注料性能的影響
用水量
鋁酸鹽水泥品種不同,配制的耐火澆注料也不同。同一種水泥,也能配制成多品種的耐火澆注料。在耐火澆注料配合比和工藝條件相同時,其用水量對耐火澆注料性能影響規(guī)律是基本相同的。所以CA-50水泥高鋁質(zhì)耐火澆注料為例,其用水量對澆注料性能的影響,如表1-1所示。耐火骨料和粉料均為二級礬土熟料,骨料為<15mm的統(tǒng)料70%,粉料和水泥各位15%。成型初凝后潮濕養(yǎng)護(hù)1d拆模,然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)2d,檢驗(yàn)各種性能。從表中看出,澆注料隨著水用量的增加,各種性能普遍有較大的下降,;常溫耐壓強(qiáng)度降低27%~35%,烘干耐壓強(qiáng)度降低到19.1MPa,燒后耐壓強(qiáng)度降低約為40%,高溫耐壓強(qiáng)度降低57%左右;荷重軟化溫度由1400℃降至1250℃,燒后線變化由-0.38%降為-0.96%,顯氣孔率由19%增至23%,體積密度由2.29g/cm3降至2.17g/cm3。這就是說,配制鋁酸鹽水泥耐火澆注料時,水用量(或水灰比)的選用十分重要。當(dāng)水用量多時,加熱后,水分逸出,孔隙增多,結(jié)構(gòu)疏松,致使各種性能全面降低。因此,在保證其施工和易性的條件下,應(yīng)盡量減少拌合物的水用量。在不慘減水劑的前提下,鋁酸鹽水泥耐火澆注料的適宜水用量為10%~13%。
表1-1 水用量對CA-50水泥澆注料性能的影響
應(yīng)當(dāng)指出,在耐火澆注料配合比和制作工藝基本相同時,其用水量有個最佳值,用水量11%為最好,與其他用水量比,全面性能最優(yōu)。所以,鋁酸鹽水泥耐火澆注料施工制作時,應(yīng)先試拌和,選擇最佳流動度,比較常溫強(qiáng)度的大小,確定最佳的水用量,而后方可生產(chǎn)制作和施工。
耐火粉料
鋁酸鹽水泥耐火澆注料一般均摻加適宜的耐火粉料,其作用:(1)減少水泥用量,能降低成本且提高使用溫度;(2)耐火粉料能其瘠化作用,高溫下又能參與反應(yīng)而形成耐高溫礦物,提高耐火性能;(3)耐火氧化物超微粉的摻加,能降低水用量,高溫下形成耐高溫礦物或增強(qiáng)燒結(jié)性,故能提高澆注料的性能。耐火粉料的品種細(xì)度及其用量,是影響澆注料性能的重要因素。
在CA-50水泥耐火澆注料配合比相同時,分別用二級礬土熟料和電熔剛玉作耐火粉料,后者比前者的荷重軟化溫度提高100~200℃,1600℃的燒后線變化由收縮轉(zhuǎn)為膨脹,使用溫度能提高100℃左右;α-Al2O3粉對電熔鋁酸鹽水泥耐火澆注料強(qiáng)度的影響,如圖1-1所示。
耐火粉料細(xì)度直接影響耐火澆注料的強(qiáng)度、體積密度和顯氣孔率等性能。一般來說,耐火粉料約細(xì),耐火澆注料性能越好;當(dāng)采用超微粉代替部分耐火粉料時,其體積密度增加,顯氣孔率降低,強(qiáng)度顯著提高。
耐火澆注料的水泥用量為14%。耐火粉料用量有個最佳值;即15%~18%時,體積密度比較大,常溫和1350℃燒后耐壓強(qiáng)度較好。當(dāng)耐火粉料用量少時,與水泥的合量,不足以包裹住耐火骨料,致使組織結(jié)構(gòu)不緊密,所以性能降低;當(dāng)耐火粉料用量多時,與水泥的合量,包裹耐火骨料有余,致使用水量增多,高溫?zé)Y(jié)收縮大,故性能也降低。