耐火澆注料的定義是“與類似水硬性高鋁水泥的結(jié)合劑進(jìn)行混合、加水并在模具中固化獲得結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的耐火材料”。除了澆注施工外，還可以進(jìn)行壓送施工、搗打施工、噴補(bǔ)施工等。因為能夠使用機(jī)器進(jìn)行大量施工，所以被廣泛用于窯爐和設(shè)備的內(nèi)襯。耐火澆注料在施工后需要干燥，當(dāng)升溫速度控制不好則有可能出現(xiàn)龜裂和爆裂。所謂爆裂就是指在干燥工序產(chǎn)生的水蒸汽等氣體致使內(nèi)部蒸汽壓力超過了施工體的強(qiáng)度，導(dǎo)致施工體損傷的現(xiàn)象。一般可以通過減緩升溫速度、延長干燥時間加以控制，但是存在工期變長的問題。為了縮短干燥時間就要求提高水分蒸發(fā)效率。眾所周知，要更加快速地脫出施工體中的水分，提高透氣性是最有利的方法。
1、透氣率測定
選用特殊添加材料X以及有機(jī)纖維( A、B 兩種) 作為添加劑，以此獲得透氣性。期待特殊添加 材料在澆注料內(nèi)部形成硅膠體，硅膠體中的水分在干燥初期的低溫區(qū)域脫水，硅膠體收縮在試樣內(nèi)部形成微裂紋。通過加入有機(jī)纖維，進(jìn)一步提高透氣性。
為了驗證特殊添加材料和有機(jī)纖維對提高透氣性的效果，按表1列出的配料制備了鋁硅質(zhì)低水泥澆注料( 63% Al2O3，33% SiO2 ) 進(jìn)行了評價。澆注到Φ50 mm × 30 mm 的圓形模具中，于 15 ℃ 下養(yǎng)生24 h，脫模。然后在 110 ℃ × 24 h、150 ℃ × 24 h、250 ℃ × 24 h 的條件下加熱。根據(jù)使用透氣率測定裝置測定了加熱試樣的透氣率。
2、關(guān)于大尺寸試樣干燥特性的評價
試樣的簡圖示于圖 1。圖 1 所示試樣的尺寸是Φ300 mm × 300 mm，熱電偶置于150 mm × 150 mm中心位置，混煉好的澆注料進(jìn)行澆注，養(yǎng)生24 h。如圖2所示，脫模后以60 ℃ / h的速度加熱1000 ℃。根據(jù)所獲得的試樣內(nèi)部溫度曲線對干燥特性進(jìn)行了評價。
3、結(jié)果
測定結(jié)果示于圖 3。根據(jù)這次測定的結(jié)果，從養(yǎng)生到250 ℃加熱處理，沒有加入添加劑的試樣幾乎沒有透氣性。為了提高養(yǎng)生體脫水時的透氣率，加入了特殊添加材料X 的 No2 試樣、No5 和 No6試樣在從養(yǎng)生到加熱250 ℃時透氣性有所提高。另外發(fā)現(xiàn)加入了有機(jī)纖維A的 No3 和 No5 試樣，在 150 ℃加熱時透氣率提高很大。加入了有機(jī)纖維 B的 No4 試樣和 No6 試樣，在 150 ℃ 和 250 ℃ 加熱時透氣率提高。并用特殊添加材料和有機(jī)纖維的No5 試樣和 No6 試樣，由于疊加效果的作用，透氣率大幅度提高。尤其是 No5 試樣，150 ℃加熱后透氣率顯著提高，特殊添加材料和有機(jī)纖維 A 并用特 別有利于形成連通氣孔。
No5 試樣透氣率有所提高，為了比較，對 No4試樣進(jìn)行了干燥試驗。所獲得的試樣內(nèi)部溫度曲線示于圖4。對應(yīng)設(shè)定溫度，No4 試樣和 No5 試樣幾乎都是按照相同的速度持續(xù)升溫，但是 No4 試樣在 130 ℃附近升溫速度放緩，推測最大蒸汽壓力大約是0．3 MPa。而No5試樣是在180 ℃放緩，推測蒸汽壓力大約是 1.0 MPa。另外從拐點(diǎn)位置算起，No4 試樣的脫水完成時間比 No5 試樣快 1.3 h 左右。由圖可知，No4 試樣尺寸大、透氣率高、內(nèi)部 蒸汽壓力沒有提高，干燥結(jié)束時間也早。
4 結(jié)語
加入特殊材料以及有機(jī)纖維的澆 注料在干燥時透氣率的提高情況。結(jié)果表明: 在 開始脫水的溫度區(qū)域確保了透氣性，試樣內(nèi)部沒 有蒸汽壓力殘留，縮短了脫水結(jié)束時間。該技術(shù) 可以應(yīng)用于振動澆注和自流澆注，干燥時間縮短，有望縮短工期。