河北耐火 材料厂家解析耐火浇注料表面粉化剥落的原因及解决方法

耐火浇注 料在整个耐火材料中所占的比例在不断增大,主要是因 为开发了低水泥和超低水泥结合浇注料技术。通常使用 的是以铝酸盐水泥为结合剂的对其损毁机理进行了分析,制定了切 实可行的避免或减轻浇注料表面损毁的方法和对策。

1 耐火浇注 料表面损毁的现象

准确的说,耐火浇注 料的表面损毁应该是指在实际的生产和使用中,耐火浇注 料在现场浇注结束后的养护期间所出现的表面异常现象,继而又可 能影响到整个浇注体的性能,其表现形式有很多种,但总结起来,应归纳为 以下几个方面。

(1)绝大部分 的表面损毁集中出现在浇注料施工结束后的养护期间,并常常被 认为与养护期间的环境条件(如温度、湿度等)密切相关。

(2)这种现象 常常发生在铝酸盐水泥结合的浇注料中,同时在某 些鎂质浇注料中也有类似的出现,在本文主 要研究的是铝酸盐盐水泥结合浇注料系统。

(3)其一般表现为,首先在浇 注体表面形成白斑,或者长出 白色的绒毛状析出物:然后白斑 或绒毛状析出物继续扩散至整个坯体表面:随着养护的进行,表面干燥 形成鱼鳞状的起皮,或粉末状附着物,从而导致 坯体表面的强度很低。人们常常 把这种现象称为“返碱现象”

(4)某些较严 重的表面损毁会沿着坯体的表面向浇注体的纵深发展,从而导致 浇注体的整体强度下降,无法后续使用。特别严重时,浇注体基本失去强度,坯体自行粉化解体。

2 耐火浇注 料表面损毁的原因分析

2.1 “碱杂质”引起的表面粉化

在耐火浇 注料的配方中,主要的有耐火原料、水泥和钠盐外加剂等,都含有可溶性的钠,外加剂也 有引入钠离子,而水泥的增加,体系的碱性增大,同时生成 的水化矿物相也相对较多,在这些可 溶碱的存在下发生一系列的反应。

浇注料中 可溶性碱遇水解离,与空气中 的二氧化碳反应会产生碳酸盐物,同时水泥水化,二者会继续反应。不断分解钙化。只要有水 泥水化产物存在,以上反应 就将循环进行,产物的不断分解,浇注料坯 体就会由表及里发生损坏。

浇注料中 可溶碱的存在,增加了二 氧化碳的溶解度,是反应快 速进行的重要前提。体系碱性越大,水化矿物相越多,则越有利 于反应的进行。

2.2 养护的环 境温度和湿度

浇注料在浇注成型后,通常养护温度在 15~20℃,大型的预制块,为了养护强度的增加,会进入低温窑进行 30~35℃的养护,经过观察,养护温度 的提高能增强坯体的强度和使用寿命,并且坯体 表面出现粉化的现象也相应减少。可见坯体 养护环境温度和湿度,是损毁发 生的一个重大因素。一般而言,湿度越大,越容易润 湿浇注料坯体内的气孔,在潮湿的条件下,浇注料中 可溶碱的解离更容易,上文2.1 所述的反 应进行的更顺利。

2.3 坯体的致密度的影响

坯体的致 密度也是引起浇注料表面粉化的一个重要因素,当坯体的致密度低时,气孔率增大,空气中的 水几二氧化碳可以更容易地通过扩散进入坯体中,使得损毁反应发生,导致坯体 由表及里的分解粉化。

2.4 施工用水 及加水量的影响

浇注料的 初期强度及施工性能均与施工用水质量及加水量有很大的关系,施工用水 应杜绝使用工业用水、含碱水等 化工成分的污水和废水,应选用民用生活用水,加水量多 施工性能能好些,但对坯体 的初期强度及致密度都有副作用,同时加水 量多势必增加水化反应,更容易使 坯体表面粉化的发生。控制加水量,又很难达 到施工的性能要求,所以施工 的加水量也是一个产生损毁的影响因素。

3 浇注料表 面损毁的解决办法

根据现有 的对浇注料表面产生损毁的原因分析,采用相应 的措施来防止或降低表面损毁的程度。

3.1 采用高纯度的原料

高纯度,高致密度的原料,可以减低 可溶性碱金属的含量,例如采用 致密刚玉为骨料,对于不经 过煅烧的原料在杂质含量上严格控制,同时尽量 少的控制加入量。

3.2 合理选用 外加剂的种类

传统的浇 注料外加剂通常采用的是木质素钙盐及钠盐,使得浇注 料的碱金属含量增加,加速了水 化分解的反应,经过调整,试验了新 型的复合减水剂,减少钙盐的加入,并在加入 量上严格控制,改变外加剂的种类,并达到加入量,坯体表面 粉化的现象得到了改善,从 3~5 天延长到一周左右,同时坯体 的强度也有所提高。这样,再结合干 燥时间的控制,尽早干燥,增强早期强度,现在坯体 表面粉化已经很少发生了。

3.3 施工用水的控制

加强了对 施工水质的控制,杜绝使用化工水,污水、工业水等 含碱金属的水质,选择民用 生活自来水为结合用水,以减少其 它能提高水泥水化速度的外加物的进入。

3.4 施工环境的控制

增强早期 强度为了减少和降低浇注料的表面和空气的接触程度,采取了表 面覆盖的方法来封闭表面气孔,尽量隔绝 二氧化碳和水汽向浇注料坯体中的扩散,从而阻止损毁反应。同时为尽 早使坯体干燥,加强了厂房的保温,使坯体在 36h 的养护期内硬化,保证浇注体的强度。

4 结论

通过以上 厂家对耐火浇注料坯体表面发生损毁的原因分析,按照相应 的解决方法并在生产中试验,已经取得 了明显的效果,表面粉化 层厚度减少到基本消失,同时,施工加水量减少 2%,使浇注料 的强度提高了近 10MPa,这对提高 使用寿命起到了很好的作用。

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