摘要：耐火澆注料的爆裂通常被認(rèn)為是蒸汽壓力導(dǎo)致的，而根本因素卻在熱應(yīng)力的層面做為耐火澆注料生產(chǎn)廠家鄭州駒達(dá)耐材對(duì)此進(jìn)行了分析并提出防爆措施。
耐火澆注料（鄭州駒達(dá)耐材）采用了微粉和高效分散劑技術(shù)，致密度大大提高，而透氣度很低，從而降低了澆注料的防爆裂性能，即在烘烤或初次使用過(guò)程中可能會(huì)突然發(fā)生表面剝落或炸裂成若干碎塊。
影響澆注料爆裂的因素較多，如加水量、透氣性、坯體的殘存水分、強(qiáng)度、升溫制度、構(gòu)件結(jié)構(gòu)等。有關(guān)澆注料爆裂的研究也多是圍繞這幾方面展開(kāi)的，研究發(fā)現(xiàn)，快速烘烤或初次使用過(guò)程中澆注料內(nèi)部水分蒸汽形成的水蒸氣是澆注料爆裂的直接原因，而澆注料在烘烤或初次使用過(guò)程中因承受熱沖擊而產(chǎn)生的熱應(yīng)力則為重要的間接原因與推動(dòng)力。
一：蒸汽壓力導(dǎo)致爆裂的原因
關(guān)于蒸汽壓力導(dǎo)致耐火澆注料爆裂的要點(diǎn)是，澆注料中的水分在高溫下蒸發(fā)，如果澆注料透氣性差或加熱速率過(guò)快，產(chǎn)生的蒸汽無(wú)法及時(shí)排除而在澆注料內(nèi)部聚集形成高壓蒸汽當(dāng)蒸汽壓力超過(guò)澆注料的極限強(qiáng)度時(shí)，澆注料將發(fā)生爆裂。影響水蒸氣壓力致爆的主要影響因素有水蒸氣壓力、水（氣）排除方式、以及澆注料坯體的強(qiáng)度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和透氣度。
從微觀方面分析指出：氣孔中水蒸氣的流動(dòng)為渦流而非層流，在此我們對(duì)低水泥澆注料和超低水泥澆注料在脫水后進(jìn)行了分析指出，隨著水泥含量減少，澆注料中水泥水化產(chǎn)物的分解溫度從300℃降至200℃，低水泥澆注料在200℃吸熱明顯，超低水泥澆注料則無(wú)明顯吸熱，指出升溫速率及水泥初始水化條件對(duì)澆注料烘烤安全起決定作用。經(jīng)過(guò)采用灰色分析系統(tǒng)對(duì)澆注料的氣孔參數(shù)與澆注料的熱導(dǎo)率、強(qiáng)度及其透氣度等性能之間的關(guān)系做了研究指出100μm以下的孔徑對(duì)澆注料的強(qiáng)度影響顯著，且氣孔參數(shù)與強(qiáng)度間的關(guān)聯(lián)度隨熱處理溫度不斷變化。
二：熱應(yīng)力導(dǎo)致的爆裂
另外在如何提高澆注料的抗爆裂性上，很多人認(rèn)為澆注料的爆裂原因就是蒸汽壓力大，而在提高抗爆裂性的工作上則主要研究了提高澆注料的透氣度，不定型耐火澆注料的結(jié)構(gòu)和低溫性質(zhì)的混凝土非常相似。經(jīng)過(guò)測(cè)試混凝土大料塊在單面快速加熱過(guò)程中的內(nèi)部蒸汽壓力最大值小于4MPa。爆裂時(shí)蒸汽壓力為2.1MPa。而測(cè)得澆注料加熱時(shí)的最大蒸汽壓力小于2.5MPa。熱應(yīng)力破壞很少被看做是澆注料爆裂的成因，但它在涂層及與澆注料相似的混凝土的爆裂中應(yīng)用較多且成功。即遍使用了幾十年的混凝土（水分含量已經(jīng)很低），在突遇高溫時(shí)也有爆裂現(xiàn)象發(fā)生。耐火澆注料也一樣。在經(jīng)過(guò)快速升溫過(guò)程中，材料一方面經(jīng)受水分快速蒸發(fā)而形成的蒸氣壓力，同時(shí)也承受著熱沖擊產(chǎn)生的熱應(yīng)力。熱應(yīng)力至爆裂機(jī)制認(rèn)為，在快速加熱過(guò)程中，材料表面溫度高，內(nèi)部溫度低，表面的熱膨脹受到內(nèi)部的約束而產(chǎn)生高的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂紋的形成，這是高溫爆裂產(chǎn)生的本質(zhì)因素。而蒸汽壓力只是作為爆裂的“觸發(fā)”因素并不能起到擴(kuò)展裂紋的作用。
目前對(duì)耐火澆注料高溫爆裂的數(shù)據(jù)值計(jì)算還是存在較大的困難。首先，耐火澆注料本身是一復(fù)雜的非均質(zhì)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其所產(chǎn)生的熱應(yīng)力較難測(cè)試計(jì)算，因此該理論在試驗(yàn)上缺乏可操作性：另外在變化的高溫環(huán)境下如何準(zhǔn)確地檢測(cè)出澆注料所產(chǎn)生的的熱應(yīng)力就更為困難了。目前，熱應(yīng)力主要應(yīng)用在定型耐火制品上，而在耐火澆注料爆裂放款主要是進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱分析。
三：總結(jié)
雖然耐火澆注料抗爆裂工作一直在不斷的研究分析中，抗爆裂纖維、抗爆裂助劑等方面也已取得相當(dāng)成就，但目前來(lái)說(shuō)還存在較大的局限：
（1）對(duì)耐火澆注料爆裂機(jī)制的研究大都仍停留在比較宏觀的層面，微觀方面的較少
（2）對(duì)爆裂原因的認(rèn)識(shí)不太清晰，雖認(rèn)識(shí)到水蒸氣壓力為致爆裂的主要原因，但對(duì)其作用形式?jīng)]有進(jìn)行更深入的研究。
耐火澆注料受熱爆裂與其內(nèi)部蒸汽壓力及受熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力有關(guān)。關(guān)于澆注料中蒸汽壓力在整個(gè)烘烤過(guò)程中的變化、蒸汽壓力的作用形式、蒸汽壓力與爆裂的關(guān)聯(lián)性還需滲入性探討。
