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不定形耐材的几种性能

作者:admin 发布日期: 2020-01-03 二维码分享

附着率

通过喷射机将喷射耐火材料喷射到受喷涂的衬体上的附着量,以百分率计算称为附着率;相反,也可以其未附着的失落量所占的百分率来计算,则称为回弹率。附着率是喷射耐火材料的一个很重要的作业性能指标。附着率越高,回弹率越低,喷涂效果越好。

影响喷射耐火材料附着率的因素很多,主要有以下几方面:

(1)喷射料的粒度组成,骨料与基质(粉料)之比要适当,基质含量要足以将骨料颗粒包埋住,喷射时粗骨料能“软落陆”于基质中,否则骨料易脱落。一般骨料与基质之比为60:40。而且粗骨料的.大粒度不宜过大,一般以8mm为宜,含量以小于20%为宜,粗颗粒含量过多易导致回弹脱落;

(2)基质料的流变学性质,由细粉与水(或液状结合剂)组成的泥料应当是一种黏-塑性泥料,具有一定的屈服值,受喷射气流和喷射料的冲击时只发生塑性变形,而不发生流淌。因此需加入增塑剂或絮凝剂来调节;

(3)喷射气流的压力与流速,作为喷射料的载体气流的压力与流速要适当,过大气压产生过大的冲击力易引起喷射料的回弹。相反,过小的气压难以使喷射料形成致密的喷涂层,也容易发生脱落;

(4)喷射施工的操作:喷嘴与受喷面的距离要适当,一般为0.8~1m,喷枪要与受喷面形成直角,否则都会使附着率降低;

(5)受喷衬体的表面性质与状态:喷射喷补料时,受喷衬体表面愈粗糙愈易粘附。而喷射喷涂料时,受喷炉壳上应有适当的锚固件(锚固钉或龟甲网),以增强喷涂层结构强度。

夏值

衡量高炉出铁口炮泥作业性能的特性值称为马夏值。此值是用图17-5所示的马下(Marshall)试验机测定的。测定时,对置于马夏试验机中的模型内的炮泥(可塑性泥料)进行挤压,使泥料通过模型下部一定直径的出料口挤出时的压力为马夏值。以MPa表示。该模型相当于实际泥枪的缩小模型。


炮泥的马夏值是随炮泥的作业性(黏--弹性体)不同而波动,一般高炉炮泥的马夏值是根据泥枪的挤压力来确定的,波动在0.45~1.4之间。对炮泥的作业性的基本要求是:

(1)要有良好的可塑性,挤出的泥柱不发生断裂或松散,并在出铁孔内侧壁能形成泥包;

(2)良好的润滑性,能稳定挤入出铁孔内,不发生梗阻;

(3)在出铁孔内能发生适当的烧结、并具有一定的抗侵蚀性和抗冲刷性,以保护铁孔内侧的衬体。因此炮泥的配料组成中需要加增塑剂、润滑剂和助烧结剂。

触变性

浆体状或含浆体的不定形耐火材料(如耐火浇注料),在外力(搅动或震动)作用下,能发生流动和摊平,而静置后不再流动(或处于凝胶状态)特性称为触变性。对耐火浇注料来说,在一定时间内(凝结发生之前)这是一个可逆过程,也是评估浇注料作业性的重要性能之一。

耐火浇注料的触变性好坏(或难易)主要由其基质的触变性好坏来决定。基质是由粉料-水体系构成的,此体系用转筒式黏度计测得的剪切速率γ与剪切应力τ之间的关系有如下特点:

(1)随着剪切速率γ的升高,剪切应力τ也随之升高,到达某一确定值后,逐渐降低剪切速率,其剪切应力也相应下降,将γ与τ的关系绘制在γ-τ坐标图上,可以看出其上行路线与下行路线并不重合,形成一个月牙形的圈,此圈称为“滞后圈”,如图17-6所示;


(2)“滞后圈”的面积越大表示越难触变,越小触变性越好。

在不定形耐火材料中,除耐火浇注料外,耐火泥浆,耐火涂料,耐火压注料等都具有触变特性。为了改善不定形耐火材料泥料的触变性,一般可加入少量的分散剂或解胶剂。

凝结剂

不定形耐火材料加水或液状结合剂拌合后,拌合料逐渐失去触变性或可塑料而处于凝固状态的性质称为凝结性。经历这一过程所需的时间称为凝结时间。拌合料开始由黏-塑性体或黏--弹性体转变成塑-弹性体的时间为初凝时间,由塑-弹性体变成为弹性体的时间为终凝时间。

含粗骨料的不定形耐火材料目前尚在统一的凝结时间的测定标准。但基质部分的凝结时间可使用我国国家标准“水泥浆的凝结时间测定法GB146”规定来测定。测定时可将骨料大于100μm的颗粒筛去,用粉料(含结合剂)加水或加液状结合剂与促凝剂组成的拌合料来测定,即将调成标准稠度的浆体(拌合料)装入维卡仪(凝结时间测定仪)的试模内,按标准规定的操作程序反复测定由加水拌合起至维卡仪上的测定指针沉入浆体中直到距离模底板为0.5~1.0mm时,所需时间为初凝时间,而测试指针沉入浆体中距上表面不超过1.0mm时,所需时间为终凝时间。

对耐火浇注料来说,为了满足施工作业时间的要求,一般要求初凝时间不得早于40min,而终凝时间不得迟于8h,但对喷射耐火材料来说,却要求凝结时间越短越好,如湿式喷射料,要求喷到受喷面上后能立即发生闪避,以防止喷涂层发生脱落或倒塌。

硬化性

不定形耐火材料加水或液状结合剂拌合和成型后,经过一定时间养护或加热烘烤固化而产生强度的性质称为硬化性。出现硬化作用的原理在于发生水化反应产生水化物或发生化学反应生成胶结物或发生凝聚作用生成团聚体,或发生缩聚反应生成聚合物,将集料颗粒胶结在一起而硬化。

硬化过程从流变学上来看,实际上即材料由黏-塑性体或黏--弹性体转变成弹性体的过程,需要有一定的时间,因此一般用经不同时间养护或经不同温度烘烤后的强度来表示硬化性。

不定形耐火材料发生硬化作用是有条件的:在常温水中或潮湿条件下养护发生硬化的称为水硬性材料,在常温干燥条件下养护而硬化的称为气硬性材料;而在加热烘烤时才能发生硬化的称为热硬性材料。采用不同性质的结合剂其所需的硬化条件是不同的,如用铝酸钙水泥作结合剂的浇注料,一般要在潮湿环境下养护,用磷酸盐或水玻璃结合剂的浇注料,要求在干燥的环境下养护;而用有机树脂类作结合剂的捣打料或热修补料,要求在加热烘烤(约200~300)条件下才能发生硬化。

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