低水泥澆注料是采用多種超微粉、復合結(jié)合劑及高效外加劑的優(yōu)質(zhì)不定形耐火材料,具有良好的施工性能和高溫理化性能,已廣泛應用于各種高溫窯爐。低水泥澆注料的性能受施工質(zhì)量影響較大。在使用過程中,經(jīng)常存在如下不合理現(xiàn)象:①澆注料加水量過大;②模具強度差,振動時跑模漏漿,導致襯體變形;③養(yǎng)護時間段;④烘烤過快,澆注料發(fā)生爆裂等。這些現(xiàn)象不同程度地影響材料的使用性能。
低水泥澆注料對加水量要求嚴格,合格的加水量是保證材料具有良好的流動性和凝結(jié)性等施工性能的基礎。施工時加水量的增加,直接導致澆注體的氣孔率增加,脫模時間延長,強度下降。加水量過大,不僅養(yǎng)護時間增加,也會增加烘烤爆裂的幾率。
實驗
原料選擇
實驗選用二級高鋁礬土熟料為主要原料,藍晶石為膨脹劑,純鋁酸鈣水泥和二氧化硅微粉為結(jié)合劑。主要原料的理化指標見表1。
表1 主要原料的理化指標
1.1 實驗方案
選用一組低水泥澆注料配方,配制25kg澆注料,攪拌均勻,均分為6組,取其中一組加水攪拌,以良好的流動性為標準,確定其加水量6.8%為基準加水量,然后在此基礎上分別增加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的加水量(見表2),通過測得該組低水泥澆注料在烘干、燒后的體積密度、抗折強度、耐壓強度等理化指標,比較不同加水量對材料性能的影響。
表2 試樣編號與加水量對應表
制樣
將配制好的低水泥澆注料加入攪拌鍋內(nèi)干混1min后,加入水攪拌3min。然后將混煉好的實驗料加入到160mm×40mm×40mm三聯(lián)模內(nèi),振動時間2min后用鏟子刮去多余的料,使?jié)沧⒘仙媳砻婧湍W由媳砻婊酒烬R。
試樣的養(yǎng)護、烘干及燒成
試樣自然養(yǎng)護24h脫模,實驗溫度20~26℃,脫模后室溫自然養(yǎng)護24h;然后將試樣分別經(jīng)110℃×24h烘干處理和1350℃×3h高溫處理;并分別對烘干和燒后試樣進行抗折強度和耐壓強度檢測。
樣塊外觀對比
(1)成型面外觀
1#、2#樣1350℃×3h燒后外觀密實完整,3#樣1350℃×3h成型面燒后有收縮細紋,4#、5#、6#制樣后成型面析水嚴重,1350℃×3h燒后有龜裂紋,最寬達0.5mm裂紋。
(2)斷面外觀
1#、2#、3#顆粒分布均勻,4#、5#、6#樣已明顯偏析,顆粒下沉,成型面基本全都是細粉。
加水量的增加對材料的均勻性有很大影響,尤其當加水量額外增加1.5%后, 材料顆粒偏析明顯。
加水量對材料體積密度的影響
不同加水量對材料體積密度的。由次看出,隨著加水量的增加,試樣的烘干體積密度和1350℃×3h燒后體積密度都在逐步降低,且隨著加水量的逐步增加,1350℃×3h燒后體積密度減小的幅度逐步增加。
加水量對材料抗折強度的影響
加水量對材料抗折強度。材料的抗折強度隨著加水量的增加逐步減小,尤其是燒后試樣降低明顯。6#試樣1350℃×3h燒后抗折強度約為1#試樣1350℃×3h燒后抗折強度的50%,強度下降明顯。
隨著水泥加水量的增加,抗折強度下降的比例。加水量每增肌0.5%,烘干抗折強度平均下降約9.6%,燒后抗折強度平均下降約11%,在加水量增加1.5%后,如果再增加加水量,強度將急劇下降。
加水量對材料耐壓強度的影響
材料的耐壓強度隨著加水量的增加逐步減小,其中烘干耐壓強度降低幅度較大,6#試樣烘干耐壓強度僅為1#試樣的46.7%。1350℃×3h燒后試樣耐壓強度降低也比較明顯,6#試樣1350℃×3h燒后耐壓強度為1#試樣的65%,強度降低達35%。
隨著加水量的增加,耐壓強度下降的比例。加水量每增加0.5%,烘干耐壓強度平均下降約13.6%,1350℃×3h燒后強度平均下降約8%。在加水量增加1.5%后,如果再增加加水量,強度將急劇下降。
結(jié)論
(1)隨著加水量的增加,低水泥澆注料試樣的體積密度減小;材料抗折強度和耐壓強度降低。加水量每增加0.5%,烘干抗折強度平均下降9.6%,烘干耐壓強度平均下降13.6%;1350℃×3h燒后耐壓強度平均下降8%。
(2)在加水量增加1.5%后,如果在增加加水量,材料偏析明顯,抗折強度和耐壓強度急劇下降。
(3)低水泥澆注料施工時應嚴格控制加水量,否則將影響其性能,進而影響到其使用性能。