不定形耐火材料作业要求及热反应介绍

发布时间：2020/9/23 14:34:30

不定形耐火材料也称散状耐火材料，足由一定级配的耐火骨料状和粉状物料与结合剂、外加剂混合而成，不经成型和烧成工序而直接使用的耐火材料。用于热工设备衬里，不经烧成工序，直接烘烤使用。同耐火砖比较，不定形耐火材料具有工艺简单（因省去烧成工序）、节约能源、成本低廉、便于机械化施工等特点。在某些热工设备上使用效果比耐火砖好。不定形耐火材料的命名方法很多，可根据组成不定形耐火材料的骨料和粉料的材质来命名，如高铝质、粘土质和硅质不定形耐火材料等，也可根据采用的结合剂来命名，如水泥、水玻璃、硫酸盐和磷酸盐等不定形耐火材料。

不定形耐火材料根据其施工方法和材料性质又可分为耐火浇灌料、可塑料（塑性耐火材料）、捣打料、喷涂料、投射料和耐火水泥等。

不定形耐火材料作业性四大要求

不定形耐火材料是由具有一定粒度级配的耐火骨料和粉料、结合剂、外加剂混合而成的耐火材料，又称散状耐火材料。用于热工设备衬里，不经烧成工序，直接烘烤使用。同耐火砖比较，具有工艺简单（因省去烧成工序）、节约能源、成本低廉、便于机械化施工等特点。

耐火材料的性能有三个方面：(1)力学性能。如耐压强度、抗折强度。(2)化学性能。如抗渣性、与可控气氛的反应。(3)物理性能。如体积密度、耐火度、荷重软化温度、热膨胀率、重烧线变化率、热震稳定性、热导率和比热容等。根据耐火材料的用途，从综合比较需要的各种性能着手，分别选择若干种耐火材料，后根据投资和经济效益予以确认。

所谓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难易程度的综合性能。作业性好也就是说不定形耐火材料可以在较省力的情况下完成拌和、输送、浇灌、捣实、喷涂等施工操作过程，终成形时达到稳定和密实。

作业性好坏直接影响施工效率和质量，通常认为作业性包括拌合料流动性、可塑性、稳定性、易密性4种性能的综合表现。

1、流动性：取决于拌合料中固液相的比例，通常增加含水量，流动性就提高。

2、可塑性：指在一定外力作用下产生没有“脆断”的塑性变形的能力，与水灰比及水泥浆或结合剂等的含量有关。

3、稳定性指在拌合料中骨料的重力所产生的剪切应力不超过“液相”的屈服应力，稳定性好的拌合料，骨料颗粒不易发生按大小分层和泌水的现象。

4、易密性是指拌合料在进行振动或捣实时，克服内部和表面(和模板问)阻力，达到完全密实的能力。

不定形浇注料的热反应

不定形浇注料用前大都未经过高温处理，烘烤也往往未达到使用材料内部各种物理化学反应都发生和完成所虚的温度及时间，故尚未形成其具特征性的和稳定的显微结构。实际上，不定形浇注料同样要经历高温下的种种反应，只不过这些反应不是在生产过程中进行；而是在使用过程中发生的，但又未承受侵蚀介质的化学反应，故可称之为热反应。不定形浇注料的热反应可分为两部分：一是于施工、养护和烘烤中在常温或温度不高（一般1000℃以下）条件下发生的物理化学反应。二是于使用中在一定温度梯度下发生的一系列渐变的物理化学反应。前者主要指结合剂系统的水化和分解反应；后者主要指配料组成之间和外加剂之间的反应，两个过程都是显微结构演变的基础。

对结合剂系统的水化和分解反应，通常用热分析（TG,DTA）、XRD、IR等仪器分析即可了解其新生相的组合。但若研究生成相的形貌特征和反应动力学等问题，这些手段尚嫌不做，对了解反应机制是不够的。SEM是观察相的形貌和分布的游泳仪器，但式样在高真空度下往往会使水化物和有机物结构破坏，得不到真实的现象。于SEM上装置低温转换器（低温阳台），结构Cryo-SEM。此技术可防止水化物和含水物失水，可以观察到形貌特征，如铝酸钙水泥（CAC）的水化产物-C2AH8小薄片状结晶。然而，Cryo-SEM不能保持显微镜内的湿气氛，还难以研究结晶过程和反应动力学过程，这就需要借助于环境扫描电镜（ESEM）分析。

不定形耐火材料在使用过程中所处温度梯度的状态时动态的，即温度梯度随使用时间而变，或曰随衬体残存厚度而变。这导致其显微结构演变过程比烧成和熔铸制品的更为复杂。热反应是不定形耐火材料显微结构演变的特征现象，等于是将形成显微结构的一些反应移至微结构演变的过程中。这对讨论不定形浇注料侵蚀反应具有特殊意义。

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