气孔结构参数对耐火浇注料影响详谈

　　浇注料是一种由粒状和粉状耐火物料按一定组成配料，外加一定量结合剂和水，经搅拌、振动浇注成型的不定形耐火材料，它广泛应用于冶金、玻璃、水泥、石化、能源等高温行业。耐火浇注料在成型、热处理过程中的脱水和烧结阶段都不可避免地会产生气孔。据统计，在致密耐火浇注料中，基质占浇注料总体积的25%，而气孔约占基质总体积的10%，可见，气孔是基质显微结构的重要组成部分。气孔结构参数包含了非常丰富的内容，如气孔率、气孔的形状与分布、气孔尺寸与孔径分布、气孔孔容等，它们都在很大程度上决定着耐火浇注料的力学和热学性能。

　1、对浇注料强度
　　浇注料经高温热处理后，其基质与骨料间的结合将由先前结合剂提供的水化或凝聚结合转变为因烧结而形成的陶瓷结合，而陶瓷相材料的通性则是质脆和理论强度大，但因其内部存在杂质、气孔等多种缺陷而导致实际强度小很多。事实上，气孔不仅减小了承受负荷的面积，而且在气孔邻近区域产生应力集中，从而减弱了材料的负荷能力。

　　耐火浇注料的孔径指的是浇注料内部孔隙的名义直径，一般都有平均或等效的意义，其表征方式有孔径、平均孔径、孔径分布等。孔径分布是浇注料气孔结构参数中除气孔率之外的另一项重要内容。耐火浇注料的强度不仅受气孔率的影响，同时也受到气孔的大小和形状等因素的影响。

　　2、对浇注料热导率
　　耐火浇注料中气孔对热导率的影响较为复杂。当气孔率不大，气孔尺寸很小，又均匀分散在浇注料介质中时，可把气孔看作浇注料连续相中的分散相。高铝质耐火材料导热率随总气孔率或显气孔率的增加呈指数关系下降。这同时也是轻质隔热浇注料、硅酸盐纤维制品和空心球轻质陶瓷制品等的保温原理。

　　3、对浇注料热膨胀系数
　　影响材料热膨胀系数的因素有很多，如材料本身的化学矿物组成、晶体结构及晶型转换、键强度、微应力、外界温度、内部结构的紧密程度等，但气孔率对材料热膨胀性能的影响很大程度上取决于气孔在材料中的分布状态，而与气孔率的大小关系不大。

　　4、对浇注料抗爆裂性能
　　耐火浇注料的烘烤工艺一直是工业生产中受关注的一个问题。浇注料在烘烤中发生突发性脱落的主要原因是游离水在100℃沸腾，产生带压气体而未及时排出。如果浇注料的结构显示出低透气性，则蒸汽产生的速度比其从气孔释放出来的速度要快；当形成的压力超过结合剂所提供的极限强度时，就会导致浇注料的机械损坏。可见，透气性是影响浇注料干燥速度和加热过程中开裂灵敏度的一个主要参数。