自流型铁沟浇注料流变特性的研究

影响自流型铁沟浇注料流变特性的主要因素有颗粒级配和粒形、微粉品种和加入量、减水剂品种及加入量。

试验用原料化学成分

1.颗粒级配、粒形对自流铁沟浇注料流变特性的影响

(1)颗粒级配的影响。文献[1]研究了颗粒级配对浇注料流动性的影响，结果表明， 当≥1 mm颗粒含量为35%〜50%，1〜0.045 mm含量为15%〜30%，<0.045 mm 含量为35%〜40%时，浇注料具有良好的自流性。作者认为浇注料中颗粒与基质的比例，颗粒部分粗、中、细颗粒之间的比例，基质部分细粉与超细粉的比例都与自流浇注料的自流性有关。

① 颗粒与基质的比例对流动性的影响。进行了如下试验：自流值的测定采用上口φ70 mm，下口φ100 mm，高60 mm的截圆锥，将混好的浇注料注入空心截锥体待其填实，然后竖直向上拔起，料在水平的玻璃板上 自由铺开，1 min后测量四个方向的铺展直径，取平均值(mm)为其自流值。从结果者，颗粒与基质之比为6: 4时自流性推荐。

关于自流值合适的大小，有不同的观点。有的认为要达到250 mm，有的认为在180〜230 mm之间。根据作者的经验用于铁沟的自流浇注料自流值在200〜220 mm之间较合适，这样既可避免自流值太大施工时发 生颗粒偏析，又可避免自流值太小料流动性差影响施工速度和施工质量。

②颗粒部分粗、中、细颗粒三者的比例对流动性的影响。自流浇注料中一定量的基质可以保证颗粒在连续的基质中流动。此外颗粒中粗、中、细三者也应有一定的比例。这样骨料间彼此不形成骨架，可以减小颗粒间的摩擦力。增加料的流动性。所研究的浇注料用于高炉铁沟，试验结果为粗、中、细颗粒之比为20: 45 : 35时料的自流性推荐。

③ 基质部分细粉与超细粉的比例对流动性的影响。根据紧密堆积理论，铁沟浇注料中超细粉很容易填入一般细粉无法进入的空隙，释放其中的游离水，使浇注体密度提高，同时也起到了减水、促流的作用。但由于超细粉表面活性较大，其加入量过大会在浇注料中形成絮凝结构，使流动性下降，因此细粉与超细粉应有一理想比例。根据试验我们认为超细粉与细粉之比为0. 35〜0. 5时浇注料流动性推荐。

(2)颗粒形状对流动性的影响。铁沟浇注料的自流性除与颗粒级配有关外，还与颗粒形状有关，一般认为圆形颗粒间的摩擦力比较小，它比多边或片状颗粒更容易流动。破碎后的颗粒一般边缘不规则，多棱角，不利于自流;颗粒经过特殊处理，粒形较圆，采用同样的颗粒级配其流动性比采用未经处理颗粒的浇注料流动性要高，这一点可以作为自流浇注料生产的一个指导原则。

2.微粉对自流浇注料流变特性的影响

耐火浇注料中常使用硅微粉和α-Al2O3微粉。加入硅微粉可以降低加水量、提高流动性和浇注体的致密性。硅微粉的粒度和加入量对流动性影响较大。随着硅微粉加入量增大，自流值也增大。当硅微粉加入量超过5% 时，自流值反而下降。根据试验，作者认为，流动性还与硅微粉的来源和粒形有关系。铁合金的副产品硅灰由于是气相沉积，粒形较圆，它的促流效果比较好;而磨机生产的硅微粉粒形比较差，促流效果也要差一些。α-Al2O3微粉也常用于耐火浇注料，由于平均粒径比硅微粉大，促流效果比硅微粉要差一些.但对于高温性能有利，而硅微粉对高温性能不利，因此这两种微粉应搭配使用，以取得良好的施工性能和使用性能。

3.减水剂对自流浇注料流变特性的影响

提高铁沟浇注料的自流性还应选用适当的减水剂。适当的减水剂在减少加水量的同时，还可提高浇注料的自流性，从而获得好的使用性能。试验选用两种常用的减水剂，有机减水剂FDN和无机减水剂SHP，固定加水量为5.5%。

从试验结果看，无机減水剂SHP的促流效果明显好于有机减水剂FDN。根据试验我们还发现，减水剂与微粉的品种、来源的相应关系也对流动性产生影响，即同一种减水剂对某一种微粉减水效果好，对另一种微粉减水效果就不行;即使是对同一种微粉，微粉制备方法不同减水效果也不一样。文献[2]认为，加入无机减水剂是靠改变胶体粒子ξ电位，增大粒子表面静电斥力来分散粒子;加入有机减水剂是靠空间稳定作用来分散粒子。自流浇注料由于无外力作用来破坏触变结构，所以有机减水剂对自流性没有什么贡献。

影响浇注料流动性能的因素除颗粒级配和粒形、微粉品种和加入量、减水剂品种及加入量外，水泥的细度、活性和凝结时间、搅袢机的类型和搅拌时间都对自流性能有影响。这就要求在自流浇注料的研究和生产中要根据生产和施工的具体情况采取不同的措沲，通过试验以获得理想的施工性能和使用性能。