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微硅粉對耐火澆注料性能的影響

該試塊振動成型后,在室溫下自然養護24h后脫模,經110℃×24h烘干處理后,于每個試塊的預留圓孔中放入25g渣樣(粒度≤3Mm),進行1500℃×3h熱處理,待試樣自然冷卻后,將試塊沿圓孔中心線縱向剖開,測量侵蝕深度,以評價抗渣性的優劣!

3.4 試驗方法 
(1) 依照上述基本配方a,保持硅灰4%不變,逐量摻加α-Al2O3微粉:0、2、4、6、8???,同時降低特級礬土粉用量,以保持粉料總量不變; 
(2) 依照上述基本配方b,保持α-Al2O3微粉4%不變,逐量摻加硅灰:0、2、4、6、8???,同時降低特級礬土粉用量,以保持粉料總量不變; 
(3) 依照上述基本配方c,α-Al2O3微粉總量保持2%不變,詳見P7表3.配方,作了6組試驗; 
(4) 依照基本配方a及b ,分別成型抗渣試塊!


4.1 影響 
(1) α-Al2O3微粉保持一定量不變,隨硅灰摻量增加,用水量呈下降趨勢 
 
圖1.硅灰摻量對加水量的影響 
(2) 硅灰保持一定量不變,隨α-Al2O3微粉摻量增加,用水量變化不大,即α-Al2O3微粉對材料的成型性能影響不大 
 

圖2. α-Al2O3微粉對加水量的影響 
(3) 當僅用硅灰4%,不摻加α-Al2O3微粉,加水量6%;當僅用 α-Al2O3微粉4%,不摻加硅灰,加水量9%;可見,硅灰的填充效果及減水性均好于α-Al2O3微粉!
(4) 超微粉的填充效果不僅取決于它的細度,還與微粉的形狀及活性有關。硅灰呈中空球狀有活性,其作用優于α-Al2O3微粉!
(5)超微粉用量有個*佳值 超微粉用量過少時,骨粉料間的空隙未填充滿,水用量過大,體積密度小,顯氣孔率高;當超微粉用量過高時,填充空隙有余,剩余的超微粉需用水,且不密實,顯氣孔率也無變化;超微粉用量適宜時,摻加的超微粉將全部填充到澆注料的孔隙中而無不足或剩余,致使包覆的游離水釋放出來,潤濕顆粒的表面,使之具有良好的觸變性。在澆注料振動成型時,由于內粘滯阻力和屈服應力的值較小,球型超微粉的運動摩擦力也小,因此澆注料具有良好的流動性。
(6)硅灰的減水性能等雖然優于α-Al2O3微粉,但由上可知,兩種微粉配合使用效果更好。在本試驗中硅灰加入量6%,α-Al2O3微粉加入量2%,為*佳!
4.2 超微粉用量對強度的影響 
(1)硅灰用量對強度的影響 
α-Al2O3微粉摻量保持不變,隨硅灰用量增加,烘干耐壓強度顯著提高 
 
圖3.硅灰用量對烘干耐壓強度的影響 
(2)α-Al2O3微粉用量對強度的影響 
硅灰摻量保持不變,隨α-Al2O3微粉用量增加,烘干耐壓強度呈下降趨勢(見下頁圖4.) 
(3)當不加硅灰,只加α-Al2O3微粉4%,烘干耐壓強度為9.8Mpa;當不加α-Al2O3微粉,只加硅灰4%,烘干耐壓強度為27.4Mpa;可見,單獨使用硅灰的效果優于單獨使用α-Al2O3微粉的效果!
(4)兩種微粉配合使用時,其用量有一個*佳值。應根據耐火骨料、粉料、水泥的品種、品級和用量,合理選擇超微粉的品種及確定適當用量。同時,應注意選取相應的外加劑!
 
圖4. α-Al2O3微粉用量對烘干耐壓強度的影響 
4.3 α-Al2O3微粉細度對材料性能的影響 
(1) 烘后強度以第②組*高,第⑤組次之;燒后強度以第⑤組*高,第②組次之!
(2) 第⑤組,即不同細度的α-Al2O3微粉復合使用,強度較高;如果只用一種α-Al2O3微粉,可參照第②組采用細度為5μm的中細度粉!
表3. α-Al2O3微粉細度對材料性能的影響 
編  號 ①、凇、邸、堋、荨、蕖
基本配方 c c c c c c 
α-Al2O3微粉 (%) 細 2 0 0 1 1 0 
中 0 2 0 1 0 1 
粗 0 0 2 0 1 1 
耐壓強度 (Mpa) 110℃×24h 51.6 57.2 48.4 52.4 57.6 50.2 
1400℃×3h 29.6 27.6 28 20.8 34.8 20.0 
抗折強度 (Mpa) 110℃×24h 8.19 9.47 4.68 4.09 6.66 4.68 
1400℃×3h 1.63 5.15 2.22 3.98 5.85 1.76 
注:細——細度為2μm的α-Al2O3微粉  
中——細度為5μm的α-Al2O3微粉 
粗——細度為800目的α-Al2O3微粉 

4.4 超微粉對材料抗渣性能的影響 
(1) 如果材料致密度較高,顯氣孔率較低,熔渣便不易滲入到耐火 
材料內部,其抗渣性能相應也會優良一些。我們知道,在配制低水泥系列澆注料時,只要超微粉使用得當,便可配制出相對致密的澆注料,可以提高其抗渣侵蝕性。因此,由基礎配方a及b,做了若干組試驗,以觀察其對抗渣性的影響!
(2) 由試驗可知,如果超微粉用量過高,會增加材料中游離石英的 
含量,致使其渣滲透深度顯著增大,即導致了材料抗渣性的下降!
(3) 如果超微粉用量適宜(在本試驗條件下,6~10%左右),材料 
抗渣性*好!
5. 結論 
(1) 兩種微粉配合使用,材料性能較好; 
(2) 單獨使用一種微粉時,硅灰效果優于α-Al2O3微粉; 
(3) 當α-Al2O3微粉用量一定時,增大硅灰,水用量顯著降低!
(4)本試驗條件下,超微粉適宜用量:硅灰 6%,α-Al2O3微粉 2%,此時加水量、成型性能、強度和抗渣性能*優。

常見問題:

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