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耐火材料行业知识

有效解决耐火浇注料泌水导致的表面开裂及分层现象的办法

不定形耐火浇注料在振动浇注时会经常发生泌水现象,泌水现象容易导致浇注料表面开裂,浇注料内部出现分层偏析现象,从而影响到浇注料的最终使用性能。目前解决泌水现象的主要办法是通过调整浇注料配方增加微粉用量,提高浇注料的粘度,从而达到防治泌水的效果;另一方面就是尽量减少浇注时的加水量。但是对于耐火材料使用现场浇注的情形时,往往由于施工条件的困难,现场加水量是难以控制,因此通过加水量的控制难以达到防止泌水的效果;而增加微粉用量可以起到一定的防止泌水效果,但是对原配方调整较大,对浇注料的后期使用影响较大,而且使用成本增加明显。近年来国外一些先进的高分子外加剂公司开发了一种新型的防泌水剂产品,很好解决了不定形耐火浇注料中的泌水问题,同时对浇注料的使用不产生负面影响。本工作主要对比研究了添加防泌水剂和增加氧化铝微粉用量两种方法在刚玉-尖晶石体系低水泥浇注料中的应用效果。
试验
2.1 原料试验
所用的原料有:烧结板状刚玉、78尖晶石、活性氧化铝微粉、Secar71水泥、减水剂P201和防泌水剂Saceel T20。
2.2 试验方案
本试验主要是在刚玉-尖晶石体系低水泥浇注料中进行对比试验。
2.3 实验的制备与性能检测
将原料按照上面方案中的配比称料、混合。加水搅拌浇注振动成40mm×40mm×160mm的条样。自然养护24小时,再脱模在110℃干燥24小时,然后经1500℃保温3小时热处理。分别根据GB/T 2997-2000、GB/T 3001-2000、YB/T 5203-1993检测不同温度处理后试样的体积密度、显气孔率、常温抗折耐压强度、线变化率;对于浇注料的泌水性检测方法采用之前的一篇文献报道。
检测原理为测量振动台振动时通过狭缝通道进入接料盘的析出浆体重量,并由此计算泌水率。具体方法如下:
(1) 测量料筒和接料盘的质量分别记为M1和M2;
(2) 将一定量的浇注料装入料筒并测量总重量,记为M3;(3) 将料筒、接料盘和底盘固定在振动台上,开启振动台振动10min;(4) 振动结束后,取出接料盘并测量接料盘和浆体的总重,记为M4;振动浇注料的泌水率计算公司公式为:
B泌水率=(M4-M2)*100%/(M3-M1)
结果与讨论
3.1 施工性和泌水性
在刚玉-尖晶石质低水泥浇注料的基础配方中分别加入两种不同加入量的水,一种浇注完后较为正常,另外一种明显出现泌水,然后再按照出现泌水的水加入量分别加入氧化铝微粉和防泌水剂Saceel T20进行防泌水试验对比。
3.2 脱模强度和常温强度
刚玉-尖晶石浇注料从4.1%的加水量增加到4.8%之后流动值可以增加较多,但是浇注完后出现表面明显泌水现象,T2的泌水率高达3.5%以上。T3中是多增加了5%的活性氧化铝微粉,在同样的4.8%加水量条件下,流动值可以达到210mm,同时浇注完后泌水现象明显好转。T4是加入了0.005%的防泌水剂Saceel T20,也是在4.8%加水量条件下,流动值和T2基本一致,同时浇注完后的防泌水效果更好。这说明防泌水剂T20的加入对浇注料的流动值不会产生任何影响。
刚玉-尖晶石低水泥浇注料因加水量过多后出现泌水现象后,浇注料的脱模强度和干燥后的强度均出现较大范围的降低。通过添加氧化铝微粉和防泌水剂后泌水现象得到有效的解决,同时脱模和干燥后的抗折耐压强度均没有发生降低。
3.3 高温烧后指标
经过1500℃高温处理后的抗折耐压强度,体积密度和线变化率。可以看出,其高温烧后的强度变化规律和前面的基本一致,也是T2的最低,加水过多导致泌水分层后也影响到高温强度,而增加氧化铝微粉的T3和加入防泌水剂的T4都可以保持原来的强度指标,但是T3的烧后抗折耐压强度较原来有较大的提升,主要是由于添加活性氧化铝微粉促进了材料的烧结性。此现象也可以从图6的烧后体积密度和线变化规律反应出来。图6中T3的体积密度提高和线膨胀率降低都是由于氧化铝微粉的增加促进了试样的烧结,但是烧结性太好的浇注料在高温下也容易出现剥落现象。而T4加入防泌水剂的试样在烧后的各项性能指标上和原来基本上都保持一致。
因此,从上面的数据结果可以分析出,对于浇注料的泌水现象可以从添加氧化铝微粉的用量和添加防泌水剂Saceel T20两方面来解决,但是从后期的使用效果和原料成本来看,增加氧化铝微粉用量会明显提高原料成本以及对材料的配方改动较大,会提高材料的烧结性,可能影响到后期的使用性能;而采用添加防泌水剂Saceel T20的成本要远比氧化铝微粉的成本低,同时基本上不需要进行改变和调整,只需要外加即可解决泌水问题,同时还对材料的其他性能不产生影响。
3.4 防泌水剂不同加入量对泌水性能的影响
该部分主要是研究了不同的防泌水剂Saceel T20加入量对刚玉-尖晶石低水泥浇注料的防泌水效果的影响研究。浇注料加水量还是控制在4.8%。
当防泌水剂加入量达到0.005%的时候,浇注料的泌水率基本上处于稳定值,继续添加加入量防泌水效果提升不是十分明显。因此建议防泌水剂Saceel T20的最佳加入量为0.005%。
结论
本文主要是针对刚玉-尖晶石低水泥浇注料的泌水现象进行研究,主要得出以下结论:
(1)泌水现象对浇注料的常温强度和高温强度影响较大;(2)添加防泌水剂Saceel T20和增加氧化铝微粉都可以有效的解决浇注料泌水。但增加铝微粉受限不同材料配比、水量敏感性调节较小和成本高昂,现场施工料感不好,后期性能变化较大,等多重因素制约,该方案并未得到使用者的认可;同时,从综合性价比考虑,添加高纯的防泌水剂Saceel T20 成本极低,且各类体系适应性高,对材料前期施工性、流动性、后期高温性能均无影响,是较好的解决方案。
(3)防泌水剂Saceel T20的最佳加入量为0.005%。
Saceel T20产品特点
降低材料对水的敏感度;
解决材料的泌水和偏析现象;
不影响材料的任何其他性能;
质量稳定,性价比高,简单好用
主要应用领域
水泥、低水泥、超低水泥和无水泥结合的刚玉质浇注料、矾土质浇注料、镁质浇注料、硅质浇注料、碳化硅质浇注料等。


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