低水泥耐火浇注料表面损毁的原因分(fēn)析及对策

近年来，不定型耐火材料在整个耐火材料中所占的比例在不断增大，其中增加多(duō)的是浇注料，浇注料使用(yòng)量的增加主要是因為(wèi)开发了低水泥和超低水泥结合浇注料技术。

通常使用(yòng)的是以铝酸盐水泥為(wèi)结合剂的低水泥耐火浇注料，在铝酸盐水泥结合的耐火浇注料中，有(yǒu)相当一部分(fēn)产品在施工后的养护过程中，坯體(tǐ)表面容易发生一些损坏现象，轻则造成表面粉化剥落，重则直接导致坯體(tǐ)失去结合强度而粉化坍塌。

低水泥耐火浇注料

尤其对于大型的浇注料预制块，是一个很(hěn)大的损失，比如高炉用(yòng)铁沟、渣沟预制块出现表面粉化现象尤為(wèi)严重，所以针对这种现象，对其损毁机理(lǐ)进行了分(fēn)析，制定了切实可(kě)行的避免或减轻浇注料表面损毁的方法和对策。

1、低水泥耐火浇注料表面损毁的现象

通常在低水泥耐火浇注料生产后自然养护过程中，24h 之内為(wèi)自然反应排气阶段，坯體(tǐ)微热，表面慢慢硬化，经过 3～5 天的放置后，表面就会出现起皮现象，在气泡孔隙的周围出现白色的细粒，轻轻用(yòng)手按压发现表面 3～5mm 已经发软，并逐渐粉化剥落，有(yǒu)的甚至达 10～15mm，这势必影响产品的结构强度，导致产品使用(yòng)寿命大大降低，以至不能(néng)使用(yòng)。取刚浇注凝结的样品和粉化后的样品进行物(wù)理(lǐ)指标检测，其结果见表 1。

2、低水泥耐火浇注料表面损毁的原因分(fēn)析

2.1 “碱杂质”引起的表面粉化

在耐火浇注料的配方中，主要的耐火原料、水泥和钠盐外加剂等，都含有(yǒu)可(kě)溶性的钠，在低档的耐火原料中，碱金属杂质含量往往比较高，外加剂也会引入钠离子，而水泥的增加，的碱性增大，同时生成的水化矿物(wù)相也相对较多(duō)，在这些可(kě)溶碱的存在下发生一系列的反应。

浇注料中可(kě)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(wù)，同时水泥水化，二者会继续反应。不断分(fēn)解钙化。

只要有(yǒu)水泥水化产物(wù)存在，以上反应就将循环进行，产物(wù)的不断分(fēn)解，浇注料坯體(tǐ)就会由表及里发生损坏。

浇注料中可(kě)溶碱的存在，增加了CO2的溶解度，是反应快速进行的重要前提。碱性越大，水化矿物(wù)相越多(duō)，则越有(yǒu)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，為(wèi)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(néng)增强坯體(tǐ)的强度和使用(yòng)寿命，并且坯體(tǐ)表面出现粉化的现象也相应减少。可(kě)见坯體(tǐ)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體(tǐ)内的气孔，在潮湿的条件下，浇注料中可(kě)溶碱的解离更容易，上文(wén)2.1 所述的反应进行的更顺利。

2.3 坯體(tǐ)的致密度的影响

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

2.4 施工加水量的影响

浇注料的初期强度及施工性能(néng)均与施工加水量有(yǒu)很(hěn)大的关系，加水量多(duō)施工性能(néng)能(néng)好些，但对坯體(tǐ)的初期强度及致密度都有(yǒu)一定的副作用(yòng)，同时加水量多(duō)势必增加水化反应，更容易使坯體(tǐ)表面粉化的发生。控制加水量，又(yòu)很(hěn)难达到施工的性能(néng)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(yǒu)的对浇注料表面产生损毁的原因分(fēn)析，采用(yòng)相应的措施来防止或降低表面损毁的程度。

3.1 采用(yòng)高纯度的原料

高纯度，高致密度的原料，可(kě)以减低可(kě)溶性碱金属的含量，例如耐火矾土骨料尽量选用(yòng)回转窑煅烧，杂质少、體(tǐ)积密度高的，或采用(yòng)致密刚玉為(wèi)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(lǐ)选用(yòng)外加剂的种类

传统的浇注料外加剂通常采用(yòng)的是木(mù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(fēn)解的反应，经过调整，试验了新(xīn)型的复合减水剂，减少钙盐的加入，并在加入量上严格控制，通过实验室验证后在生产中进行了试验，改变外加剂的种类，并达到佳的加入量，坯體(tǐ)表面粉化的现象得到了改善，从 3～5 天延長(cháng)到一周左右，同时坯體(tǐ)的强度也有(yǒu)所提高。不同的外加剂对浇注料性能(néng)的影响见表 2。这样，再结合干燥时间的控制，尽早干燥，增强早期强度，现在坯體(tǐ)表面粉化已经很(hěn)少发生了。

3.3 施工用(yòng)水的控制

加强了对施工水质的控制，尽量将水在生产之前先在大的容器中进行沉淀，避免水浑浊和混有(yǒu)杂质等，以减少其它能(néng)提高水泥水化速度的外加物(wù)的进入。

3.4 施工环境的控制

增强早期强度為(wèi)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體(tǐ)中的扩散，从而阻止损毁反应。同时為(wèi)尽早使坯體(tǐ)干燥，加强了厂房的保温，并在必要的情况下，将坯體(tǐ)进入低温窑干燥后脱模，使坯體(tǐ)在 36h 的佳养护期内硬化，保证浇注體(tǐ)的强度。

4、结论

通过以上对低水泥耐火浇注料预制块坯體(tǐ)表面发生损毁的原因分(fēn)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，表面粉化层厚度从 5mm 左右减少到基本消失，同时，施工加水量减少 2%，使浇注料的强度提高了近 10MPa，这对提高预制块的使用(yòng)寿命起到了很(hěn)好的作用(yòng)。