耐火自流浇注料防爆剂的研究

含有水硬性结合剂的致密耐火浇注料的干燥过程是一个关键过程，原因是此类材料在第一次热处理过程中具有较高的爆裂倾向，通常需要使用缓慢的加热速率。巴西的研究人员研究防爆剂（聚乙烯纤维、Refpac Mipore 20、铝盐）在高铝自流浇注料中的应用效果。

根据Andreasen颗粒堆积南通耐火砖厂模型配置高铝浇注料的组成，为了获得自流浇注料，q=0.21。浇注料组成如表1所示，所用原料包括板状氧化铝（d≤6mm）、煅烧氧化铝和活性氧化铝（分别为CL370和CT3000SG）。铝酸钙水泥（CAC，Secar 71）或水合氧化铝（HA，Alphabond 300）是本研究的两种结合剂。试验研究了三种防爆剂：长度小于6 mm的聚乙烯纤维（Emsil Dry，简称ED），添加量0.1%；，d50约为10~20 μm的活性化合物Refpac Mipore 20（简称MP），化学组成（w）：Al2O3 乌鲁木齐耐火砖厂家39%~43%、CaO 12%~15%以及MgO 16%~20%，添加量2.5%；铝盐（Al(CH3CHOHCOO)3，简称AS）作为水合氧化铝（HA）结合的高铝浇注料的防爆剂，添加量为0.3%和0.6%。在耐火材料的混合过程中，添加不同的水以及0.2%的聚合分散剂（Castament FS60），但是含RefPac MiPore 20（MP）的浇注料，不用添加分散剂，因为该防爆剂的成分中已经含有分散剂化合物。

在行星流变仪中制备浇注料，首先干混、湿混后，在室温下（大约22 ℃）测量超声波在浇注料中的传播速度研究养护行为和凝结时间。然后将混合好的浇注料浇注成圆柱（Φ50 mm×50mm）、圆盘（Φ75 mm×26 mm）以及条状（150mm×25mm×25mm）试样。将试样在30 ℃下养耐火砖荷软护24 h或36 h后脱模，在110 ℃下干燥或在200～400 ℃范围内热处理，加热速率1 ℃•min-1，在要求温度下保温5 h。养护试样的干燥行为及抗爆裂性试验：分别以2、5和20 ℃•min-1加热速率加热至600 ℃。透气性研究：在110 ℃下干燥24 h后，在200、300和450 ℃下热处理5 h，计算达西（k1）和非达西（k2）透气常数。此外测定含有聚合纤维或Refpac Mipore 20试样养护、干燥及不同温度热处理（200、300和400 ℃保温5 h）后的常温抗折强度和显气孔率，测定含铝盐试样养护（30℃ 24h或36 h）和干燥（110 ℃ 24 h）后常温抗折强度和显气孔率。

结果表明：

1）ED（聚乙烯纤维）是一种有效的防爆添加剂，能有效地优化铝酸钙水泥结合浇注料的透气性，防止其在加热过程中爆裂。然而，将ED添加到水合氧化铝结合试样中，却没有取得同样的积极效果。

2）MP是调整浇注料微观结耐火砖 用于构的新型方法，将MP添加到铝酸钙水泥或水合氧化铝结合的浇注料中，产生了透气性结构，可在100～150 ℃范围内更快地释放水蒸气。MP添加剂可改变结合剂的水化反应顺序，其在浇注料水化过程产生凝胶状相（而不是结晶相），该相可在较低的温度下分解。因此，MP能够为致密浇注料提供更安全、更快的干燥过程。使用这种活性化合物的唯一缺点是与无添加剂试样相比，其试样生坯强度减小。

3）在水合氧化铝结合试样中添加铝盐（AS）的效果与MP相似，它使结合剂水化反应发生变化。因此，耐火砖规格尺寸图片含有AS的试样硬化时间被延长，生坯机械强度值减小。然而，将0.5%铝酸钙水泥加入到含AS的水合氧化铝结合试样（10#试样）中，这方面的负面作用降低，在较低的温度（<200 ℃）下大部分质量就失去，具有合适的机械强度和透气度值。因此，添加0.5%铝酸钙水泥到含AS的水合氧化铝三级高铝耐火砖结合试样，效果最好，在试验测试条件（加热速率20 ℃•min-1）下没有发生爆裂。

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