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    不定形耐火材料作業要求及熱反應介紹
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    不定形耐火材料作業要求及熱反應介紹

    發布時間:2020/9/23 14:34:30



    不定形耐火材料也稱散狀耐火材料,足由一定級配的耐火骨料狀和粉狀物料與結合劑、外加劑混合而成,不經成型和燒成工序而直接使用的耐火材料。用于熱工設備襯里,不經燒成工序,直接烘烤使用。同耐火磚比較,不定形耐火材料具有工藝簡單(因省去燒成工序)、節約能源、成本低廉、便于機械化施工等特點。在某些熱工設備上使用效果比耐火磚好。不定形耐火材料的命名方法很多,可根據組成不定形耐火材料的骨料和粉料的材質來命名,如高鋁質、粘土質和硅質不定形耐火材料等,也可根據采用的結合劑來命名,如水泥、水玻璃、硫酸鹽和磷酸鹽等不定形耐火材料。
    不定形耐火材料根據其施工方法和材料性質又可分為耐火澆灌料、可塑料(塑性耐火材料)、搗打料、噴涂料、投射料和耐火水泥等。

    不定形耐火材料作業性四大要求
    不定形耐火材料是由具有一定粒度級配的耐火骨料和粉料、結合劑、外加劑混合而成的耐火材料,又稱散狀耐火材料。用于熱工設備襯里,不經燒成工序,直接烘烤使用。同耐火磚比較,具有工藝簡單(因省去燒成工序)、節約能源、成本低廉、便于機械化施工等特點。
    耐火材料的性能有三個方面:(1)力學性能。如耐壓強度、抗折強度。(2)化學性能。如抗渣性、與可控氣氛的反應。(3)物理性能。如體積密度、耐火度、荷重軟化溫度、熱膨脹率、重燒線變化率、熱震穩定性、熱導率和比熱容等。根據耐火材料的用途,從綜合比較需要的各種性能著手,分別選擇若干種耐火材料,后根據投資和經濟效益予以確認。
    所謂不定形耐火材料的工作性是指衡量不定形耐火材料施工操作難易程度的綜合性能。作業性好也就是說不定形耐火材料可以在較省力的情況下完成拌和、輸送、澆灌、搗實、噴涂等施工操作過程,終成形時達到穩定和密實。
    作業性好壞直接影響施工效率和質量,通常認為作業性包括拌合料流動性、可塑性、穩定性、易密性4種性能的綜合表現。
    1、流動性:取決于拌合料中固液相的比例,通常增加含水量,流動性就提高。
    2、可塑性:指在一定外力作用下產生沒有“脆斷”的塑性變形的能力,與水灰比及水泥漿或結合劑等的含量有關。
    3、穩定性指在拌合料中骨料的重力所產生的剪切應力不超過“液相”的屈服應力,穩定性好的拌合料,骨料顆粒不易發生按大小分層和泌水的現象。
    4、易密性是指拌合料在進行振動或搗實時,克服內部和表面(和模板問)阻力,達到完全密實的能力。

    不定形澆注料的熱反應
    不定形澆注料用前大都未經過高溫處理,烘烤也往往未達到使用材料內部各種物理化學反應都發生和完成所虛的溫度及時間,故尚未形成其具特征性的和穩定的顯微結構。實際上,不定形澆注料同樣要經歷高溫下的種種反應,只不過這些反應不是在生產過程中進行;而是在使用過程中發生的,但又未承受侵蝕介質的化學反應,故可稱之為熱反應。不定形澆注料的熱反應可分為兩部分:一是于施工、養護和烘烤中在常溫或溫度不高(一般1000℃以下)條件下發生的物理化學反應。二是于使用中在一定溫度梯度下發生的一系列漸變的物理化學反應。前者主要指結合劑系統的水化和分解反應;后者主要指配料組成之間和外加劑之間的反應,兩個過程都是顯微結構演變的基礎。
    對結合劑系統的水化和分解反應,通常用熱分析(TG,DTA)、XRD、IR等儀器分析即可了解其新生相的組合。但若研究生成相的形貌特征和反應動力學等問題,這些手段尚嫌不做,對了解反應機制是不夠的。SEM是觀察相的形貌和分布的游泳儀器,但式樣在高真空度下往往會使水化物和有機物結構破壞,得不到真實的現象。于SEM上裝置低溫轉換器(低溫陽臺),結構Cryo-SEM。此技術可防止水化物和含水物失水,可以觀察到形貌特征,如鋁酸鈣水泥(CAC)的水化產物-C2AH8小薄片狀結晶。然而,Cryo-SEM不能保持顯微鏡內的濕氣氛,還難以研究結晶過程和反應動力學過程,這就需要借助于環境掃描電鏡(ESEM)分析。
    不定形耐火材料在使用過程中所處溫度梯度的狀態時動態的,即溫度梯度隨使用時間而變,或曰隨襯體殘存厚度而變。這導致其顯微結構演變過程比燒成和熔鑄制品的更為復雜。熱反應是不定形耐火材料顯微結構演變的特征現象,等于是將形成顯微結構的一些反應移至微結構演變的過程中。這對討論不定形澆注料侵蝕反應具有特殊意義。
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