随着耐火浇注料科学技术的不断进步,自流耐火浇注料、泵送耐火浇注料和喷射耐火浇注料已经经常被用来代替传统耐火浇注料的应用。通过粒度分布的优化(PSD)和对超细基质颗粒(<1μm)含量加以控制以及表面活性剂的适当应用便可配制出性能优异的耐火浇注料。这些耐火浇注料具有容易混合、流动性好、用水量低、干燥速度和高温蠕变率均适宜等特点,而被称为高技术、高性能的耐火浇注料。
下文为耐火材料厂家科瑞搜集分享的,关于影响自流耐火浇注料自流性能的各个因素分析。
一般,振动型耐火浇注料需通过外部振动来提高耐火浇注料的施工性能。然而,当外部振动施工不可行时,就必须采用自流耐火浇注料(SFRC),进行施工筑衬。自流耐火浇注料是触变性耐火浇注料,是以混合好的具有触变性和流动性的耐火浇注料浆体进行施工的一种高性能耐火材料,基本上不需要外部动力,仅仅依靠自身重量导致流动作用就可以均匀地充满模具空膛,自行脱气,从而制成几何彤状复杂或者巨大的施工构件或者整体衬体,而且能够满足结构均匀、整体性好的要求。在施工方面,采用自流耐火浇注料施工的构件或者筑衬的有点是能节省士帚的制造(施工)时间和人力。SFRC的自流机理是:细粉基质作为媒介物包裹着骨料颗粒或者填充在骨料颗粒之间,使其处于悬浮状态,结果则形成了流动系数(80%<FI<130%)较高的自流耐火浇注料浆体。
影响SFRC自流的因素很多,其中主要因素是颗粒分布(特别是粉料种类和含量)以及高效分散剂(塑化剂等高效表面活性剂)的应用。SFRC自流需要满足两个条件:
(1)系统充分搅拌;
(2)将粒子之间的摩擦降低到最低值。加水制成的自流耐火浇注料浆体属于固/气/液分散系统,其颗粒级配决定了分散系统的填充状态。Furnnas认为,连续颗粒分布曲线上最大密度对应的细粉量基本上与自流耐火浇注料基质中对应于流动性最优的细粉量一致。
G.Maczra等人通过应用求最大密度的连续颗粒分布曲线Furnnas结果得出:临界颗粒为5.00mm的自流耐火浇注料,其密度最大时对应的粒度小于0.045mm细粉量(质量分数)为39%(<5μm占7%)。朱存良研究莫来石质自流耐火浇注料所得的结果则表明:当临界颗粒为8.00mm时,其颗粒级配为(8.00~5.00mm):(5.00~3.00mm):(3.00一1-OOmm)=3:4:3;(8.00~t.OOmm):(1.00~0.045mm):(<0.045mm)=4:2:4(质量分数比),这与G.Maczra等人计算的结果是一致的。虽然颗粒自身重量也能促进自流耐火浇注料的流动,但最终影响自流耐火浇注料浆体流动性的是配料中颗粒分布PSD。例如,假定粒度大于1.00mm粗颗粒太多,细粉量不足以将粗颗粒完全包覆时,那就能很容易地使粗颗粒与细粉基质分离;相反,假定粒度小于0.045mm的细粉量过多,那就会导致分散系统向具有黏-塑性区域移动,使该自流耐火浇注料具有很强的黏性和塑性,从而导致自由流动值降低。现在研究得出的结果表明:相对于用水量,比表面积的增加对自流耐火浇注料流动系数的影响更加明显,大量细粉存在会使粗颗粒之间的距离更远(较高的最大浆体厚度),而减少了骨料粗颗粒之间的内在干扰,使自流耐火浇注料的流动性更佳。这就说明,保证最小颗粒的含量是非常重要的工艺(配料)参数。
粒度分布不同的各种耐火浇注料的流动特性
上图为氧化铝-尖晶石质浇注料的粒度组成与流动特性的关系,其粗、中、细为90%Al2O3和10%MgO的烧结尖晶石颗粒,细粉中还配加有煅烧氧化铝和铝酸钙水泥超细粉,加水量为7%。
图中分为5个区域。在区域①内,会发生粗颗粒与细粉分离偏析;在区域②内;由于粗颗粒含量过多,不流动,粗颗粒突出,表面粗糙;在区域③内,由于中颗粒含量过多,具有较强的塑性;在区域④内,因细粉含量过多,具有强的塑性与黏性,也不具有自流特性;只有在区域⑤内具有较好的自流性。可见具有自流性的粒度组成范围较窄。因此配制自流耐火浇注料时一定要严格控制颗粒级配。