耐火自流澆注料防爆劑的研究

含有水硬性結(jié)合劑的致密耐火澆注料的干燥過程是一個(gè)關(guān)鍵過程，原因是此類材料在第一次熱處理過程中具有較高的爆裂傾向，通常需要使用緩慢的加熱速率。巴西的研究人員研究防爆劑（聚乙烯纖維、Refpac Mipore 20、鋁鹽）在高鋁自流澆注料中的應(yīng)用效果。

根據(jù)Andreasen顆粒堆積南通耐火磚廠模型配置高鋁澆注料的組成，為了獲得自流澆注料，q=0.21。澆注料組成如表1所示，所用原料包括板狀氧化鋁（d≤6mm）、煅燒氧化鋁和活性氧化鋁（分別為CL370和CT3000SG）。鋁酸鈣水泥（CAC，Secar 71）或水合氧化鋁（HA，Alphabond 300）是本研究的兩種結(jié)合劑。試驗(yàn)研究了三種防爆劑：長度小于6 mm的聚乙烯纖維（Emsil Dry，簡稱ED），添加量0.1%；，d50約為10~20 μm的活性化合物Refpac Mipore 20（簡稱MP），化學(xué)組成（w）：Al2O3 烏魯木齊耐火磚廠家39%~43%、CaO 12%~15%以及MgO 16%~20%，添加量2.5%；鋁鹽（Al(CH3CHOHCOO)3，簡稱AS）作為水合氧化鋁（HA）結(jié)合的高鋁澆注料的防爆劑，添加量為0.3%和0.6%。在耐火材料的混合過程中，添加不同的水以及0.2%的聚合分散劑（Castament FS60），但是含RefPac MiPore 20（MP）的澆注料，不用添加分散劑，因?yàn)樵摲辣瑒┑某煞种幸呀?jīng)含有分散劑化合物。

在行星流變儀中制備澆注料，首先干混、濕混后，在室溫下（大約22 ℃）測(cè)量超聲波在澆注料中的傳播速度研究養(yǎng)護(hù)行為和凝結(jié)時(shí)間。然后將混合好的澆注料澆注成圓柱（Φ50 mm×50mm）、圓盤（Φ75 mm×26 mm）以及條狀（150mm×25mm×25mm）試樣。將試樣在30 ℃下養(yǎng)耐火磚荷軟護(hù)24 h或36 h后脫模，在110 ℃下干燥或在200～400 ℃范圍內(nèi)熱處理，加熱速率1 ℃?min-1，在要求溫度下保溫5 h。養(yǎng)護(hù)試樣的干燥行為及抗爆裂性試驗(yàn)：分別以2、5和20 ℃?min-1加熱速率加熱至600 ℃。透氣性研究：在110 ℃下干燥24 h后，在200、300和450 ℃下熱處理5 h，計(jì)算達(dá)西（k1）和非達(dá)西（k2）透氣常數(shù)。此外測(cè)定含有聚合纖維或Refpac Mipore 20試樣養(yǎng)護(hù)、干燥及不同溫度熱處理（200、300和400 ℃保溫5 h）后的常溫抗折強(qiáng)度和顯氣孔率，測(cè)定含鋁鹽試樣養(yǎng)護(hù)（30℃ 24h或36 h）和干燥（110 ℃ 24 h）后常溫抗折強(qiáng)度和顯氣孔率。

結(jié)果表明：

1）ED（聚乙烯纖維）是一種有效的防爆添加劑，能有效地優(yōu)化鋁酸鈣水泥結(jié)合澆注料的透氣性，防止其在加熱過程中爆裂。然而，將ED添加到水合氧化鋁結(jié)合試樣中，卻沒有取得同樣的積極效果。

2）MP是調(diào)整澆注料微觀結(jié)耐火磚 用于構(gòu)的新型方法，將MP添加到鋁酸鈣水泥或水合氧化鋁結(jié)合的澆注料中，產(chǎn)生了透氣性結(jié)構(gòu)，可在100～150 ℃范圍內(nèi)更快地釋放水蒸氣。MP添加劑可改變結(jié)合劑的水化反應(yīng)順序，其在澆注料水化過程產(chǎn)生凝膠狀相（而不是結(jié)晶相），該相可在較低的溫度下分解。因此，MP能夠?yàn)橹旅軡沧⒘咸峁└踩⒏斓母稍镞^程。使用這種活性化合物的唯一缺點(diǎn)是與無添加劑試樣相比，其試樣生坯強(qiáng)度減小。

3）在水合氧化鋁結(jié)合試樣中添加鋁鹽（AS）的效果與MP相似，它使結(jié)合劑水化反應(yīng)發(fā)生變化。因此，耐火磚規(guī)格尺寸圖片含有AS的試樣硬化時(shí)間被延長，生坯機(jī)械強(qiáng)度值減小。然而，將0.5%鋁酸鈣水泥加入到含AS的水合氧化鋁結(jié)合試樣（10#試樣）中，這方面的負(fù)面作用降低，在較低的溫度（<200 ℃）下大部分質(zhì)量就失去，具有合適的機(jī)械強(qiáng)度和透氣度值。因此，添加0.5%鋁酸鈣水泥到含AS的水合氧化鋁三級(jí)高鋁耐火磚結(jié)合試樣，效果最好，在試驗(yàn)測(cè)試條件（加熱速率20 ℃?min-1）下沒有發(fā)生爆裂。

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