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耐火浇注料出现马蜂窝的原因

发表时间:2020-12-24 16:50
文章附图

耐火浇注料的泌水是指浇注料从浇注成型完毕到开始凝结的这段时间内,悬浮的固体颗粒在重力作用下下沉,拌和水受到排挤而上升,最后从表面析出的现象。

耐火浇注料


一:耐火浇注料水化的三种现象

  耐火浇注料是由耐火骨料,粉料以及结合剂和外加剂等加水搅拌硬化而成,通常各组分以及气孔的分布都比较均匀且稳定。但也有不均匀的情况:一是骨料下沉,浆体上浮(亦即我们通常所说的泛浆);二是浆体下沉,骨料上浮;三是水分上浮逸出,即泌水。产生不均匀的直接原因是各组分密度不同导致沉降或上浮,前两种情况直接导致浇注料的宏观不均匀性,而后者则在宏观上仍然是均匀的,但是会导致耐火浇注料表面不均匀和内部局部不均匀。
  根据水分在耐火浇注料中的存在状态,可以分为结合水、润湿水与自由水。结合水不能被邻近部位的水分置换,也无法溢出浇注体;当耐火浇注料加水后,水使干燥的材料表面润湿,这一部分水也不能够溢出浇注体,但是可以被邻近部位的水分置换,定义这部分水为润湿水;而存在于浇注料内的其他水则称为自由水,在耐火浇注料中起填充气孔和润滑作用,这部分水和固体材料的联系较少,能够溢出浇注体,形成耐火浇注料的泌水现象。
  水分要从浇注体内部泌出到表面,需要经过较长的距离,犹如经过弯曲的微细水管最后到达表面。如果材料的颗粒能够达到最紧密堆积,空隙微细,则水分泌出需要经过的距离很长,会使泌水景减少;如果泌水的通道被阻断,泌水量也会减少。


二:泌水对耐火浇注料性能的影响
  耐火浇注料泌水会导致表面形成浮浆层,当浮浆层由于失水变稠失去流动性,强度发展不够,不足以抵抗因沉缩或塑性收缩等引起的拉应力时,浇注体表面就会产生许多裂缝。而在浇注体内部,泌水上升在浇注体内生成许多胶凝材料含量较少的泌水通道,同时由于颗粒的相对位移,粗颗粒下沉逐渐达到浇注料密实稳定,而在粗颗粒的下方则易形成含水丰富的胶凝材料浮浆,这种浮浆沉淀失水后成为空隙。泌水所携带的料浆使浇注体内部的组分不均匀。泌水通道以及粗颗粒聚集又改变了浇注料内部的气孔孔径和分布状态,进而对浇注体的性能带来影响。


三:影响耐火浇注料泌水的因素
  耐火浇注料的泌水与很多因素有关,如原材料的选择,颗粒级配,施工过程,材料的凝结硬化时间等。颗粒的运动速度和颗粒的粒径平方成正比,和颗粒与浇注料的密度差成正比,和浇注料的黏度成反比,因此,颗粒的粒径越大,浇注体的泌水越严重,颗粒与浇注料的密度差越大,泌水越严重,浇注料的黏度越小,越易泌水。


  3.1成型工艺对泌水的影响
  在施工过程中,浇注料处于流化状态,此时其中的自由水在压力作用下,很容易溢出,因此,应合理控制振动时间,振动至浇注料表面泛浆和大部分气体排出即可,切忌振动时间过长。


     3.2凝结硬化时间对泌水的影响
  浇注料的泌水通常在成型完毕后30 min内即可显现,但也有在成型完毕后60 min甚至90 min后才显现出泌水的现象。分析其原因,与材料所使用的外加剂有关。浇注料通常选用的外加剂有分散剂,促凝剂和缓凝剂,有缓凝性质的分散剂,也有促凝性质的分散剂,有单独加入的,也有复合加入的。无论如何加入,首先需要保证带来分散减水效果。对于前者30 rain即显现泌水的,除与颗粒级配等有关外,还与分散剂的选用有关,分散剂的效果较差,浆体保持虚浮状态的时间较短,致使颗粒下沉泌水;而对于后者,最重要的是与促凝剂的选择有关,凝结太慢致使颗粒下沉泌水。因此,在保证施的前提下,可以有效的通过控制凝结时间来控制浇注料出现的泌水现象。


四:控制耐火浇注料泌水的措施
  4.1颗粒的形状,大小以及颗粒级配方面
  使用外形规则的颗粒,合理选择最大临界粒度,在不影响其他性能的前提下,选取合理的颗粒级配,提高材料中细粉或者微粉的加入量等来降低材料的需水量,同时微粉还可以提高材料的保水性,从而避免材料出现泌水。


  4.2 施工方面
  严格控制浇注料的振动时间,避免振动时间过长。对于条件许可的,可以在确切了解材料凝结时间的情况下,在泌水过程邻近结束时,使用二次振动的方法来处理泌水。在不影响施工和不改变分散剂的前提下,可适当降低浇注料的加水量,使浇注料的黏性系数增大,可改善浇注料的泌水状况;也可以在保证加水量不变的前提下,选取合适的减水剂来提高浇注料的黏性系数也可改善浇注料的泌水状况。


五:凝结硬化时间方面
  对于成型完毕后30 rain内即显现泌水的,可首先调整材料的分散剂,再对其凝结硬化时间进行调整。对于成型完毕后放置一段时间才显现泌水的,在保证不影响施工的前提下,通过缩短凝结硬化时间来避免泌水,也可通过改变养护环境(如提高养护温度)等来避免泌水。


六:结论
  泌水现象在耐火浇注料的生产和实验过程中经常遇到,其影响因素很多,且相互影响较为复杂,需要从各个因素各个环节共同改进,才能够彻底解决。

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