自流澆注料具有很好的流動性和間隙通過性，可以在無振動的條件下澆注施工，拆模后施工面光滑、平整。在襯體較薄，難以施工或修補襯體等熱工設(shè)備上應(yīng)用比較多。在鋼包和中間包、高爐出鐵溝和造溝、鍋爐管保護層和焚燒爐護排、加熱爐和水泥窯等熱工設(shè)備上常用到自流耐火澆注料。自流耐火澆注料主要是靠里面的分散劑來增加澆注料的流動性，以此達到自流的效果。分散劑一般分為無機分散劑和有機分散劑兩大類。常用的無機分散劑有硅酸鹽類(例如水玻璃)和堿金屬磷酸鹽類(例如三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉等)。有機分散劑包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、古爾膠、脂肪酸聚乙二醇酯等。自流耐火澆注料常用流動性評估方式采用流動度(值)來衡量。自流澆注料的施工較傳統(tǒng)澆注料要方便得多，所用設(shè)備大致相同，但自流澆注料無須振動棒振動?；旌显O(shè)備一般用強力攪拌機，輸送設(shè)備可采用吊裝容器，但目前采用壓送技術(shù)的較多，此技術(shù)使輸送更加方便快捷，減輕了作業(yè)者的工作量。由于自流澆注料的流動性非常好，因此需要密封性好和結(jié)構(gòu)強度高的模胎結(jié)構(gòu)，以防止在施工過程中出現(xiàn)物料漏出。另外，自流澆注料不能失水，否則會影響流動性能，所以與自流澆注料接觸的木質(zhì)模胎表面要注意涂油。自流耐火澆注料之所以得到大范圍應(yīng)用，也與其不用鋼釬插搗或擊打外模，能減少施工費用、降低勞動強度，同時施工無噪聲污染。自流耐火澆注料也有相應(yīng)的國標標準，YB/ T4197-2009《自流耐火澆注料》里根據(jù)化學(xué)成分把自流澆注料分為高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、剛玉尖晶石質(zhì)和鉻剛玉質(zhì)，同時又根據(jù)其化學(xué)成分分為SF50、SF55、SF60、SF65、SF90、SF92、SF90M、SF90C八個牌號。牌號中SF是英文Self-flow的縮寫，M代表MgO，C代表Cr?O?，其中數(shù)字代表期主要成分的質(zhì)量百分數(shù)。
表1 高鋁質(zhì)自流耐火澆注料理化指標
表2 剛玉質(zhì) 、剛玉尖晶石質(zhì)、鉻剛玉質(zhì)自流耐火澆注料理化指標
高鋁質(zhì)自流耐火澆注料是在高強低水泥澆注料的基礎(chǔ)上添加自流劑、防爆劑及一定量的礦化劑。施工時無需成型振動，可減少噪音、改善環(huán)境、降低勞動強度。并具有強度高、韌性好、耐火度高、流動性好、抗剝落和耐磨性能強、施工方便等特點。高鋁質(zhì)自流耐火澆注料采用原料為一級高鋁礬土熟料、剛玉細粉、α-Al?O?微粉、SiO?微粉、CA-70、CA-80水泥。α-Al?O?微粉粒度分布為小于1μm占30%~40%，(1~2)μm占40%~50%，大于2μm占10%~20%：SiO?微粉的比表面積為17.4m2/m，平均粒徑為0.16μm剛玉細粉的粒度分布為：小于3μm占8%(3~15)μm占45%(15~30)μm占25%，(30~45)μm占10%，大于45μm占12%。高鋁質(zhì)自流耐火澆注料一般在混料設(shè)備中，濕混時間以6min左右為宜，剛玉細粉雖影響自流料的流動性能，但可提高自流澆注料中基質(zhì)的耐火性能，可適當加入。高鋁自流澆注料中超細粉的加入量不易過多或過少，一般加入量在7%~9%為佳，減水劑需要單獨加入，更能提高高鋁自流澆注料的流動性能和力學(xué)性能，加入量應(yīng)控制在佳范圍之內(nèi)。自流澆注料的流動性是其重要的性能之一，決定其流動性的因素主要有以下幾方面：(1)加水量。自流澆注料對加水量特別敏感，加水量不足、自流值太小，物料不能正常流動填充，氣泡不能排出來;加水量過大，會引起骨料下沉，從而導(dǎo)致骨料與基質(zhì)發(fā)生分離，并且水分過多會損害材料的密度和強度，以及耐侵蝕性能和耐磨性能等等。(2)顆粒級配。原料:(1)骨料:特級礬土。(2)粉料:特級礬土粉，uf-SiO?，純鋁酸鈣水泥，α-Al?O?微粉。經(jīng)實驗，得出流動性與顆粒級配的關(guān)系，自流料的流動性來自水泥漿，<1mm部分多則泥漿多，流動性好，而粉料太多則需水量大，所以增加1～0mm的顆粒組分是有利的。從表1可以看出>1mm顆粒組分大于50%時，很難獲得較好的流動性，研究結(jié)果表明:具有良好流動性的粒度構(gòu)成范圍:>1mm35～50%，1～0mm15～30%，<0.088mm35～50%。
(3)粗顆粒級配與臨界粒度。在級配:>1mm40%，1～0mm20%、<0.088mm40%的情況下，粗粒量大則流動性好，有人說把臨界粒度控制在5mm以下，實驗表明，結(jié)論正相反。從理論上說，>1mm組分中顆粒越大，則比表面越小，與泥漿的接觸面積也越小，流動阻力小，則流動性好。(4)水泥的影響。自流量隨水泥用量的增加，需水量增加，流動性變差，且對高溫強度不利。另一方面，水泥用量太少，其中溫強度偏低，所以水泥的加入量以5%左右為宜。水泥的礦物組成也會對自流料的流動性產(chǎn)生一定的影響。比如純鋁酸鈣水泥與礬土水泥作結(jié)合劑時，使用減水劑和分散劑的比例應(yīng)作一定的調(diào)整。(5)白泥的影響。白泥的加入代替部分特級礬土筒磨粉對流動性有利，粘土的料不至于太粘，并且流動性提高得很快，白泥作助結(jié)合劑，干燥強度及1000℃燒后強度均有明顯提高，并且在高溫下，白泥有助于莫來石的生成，提高熱震穩(wěn)定性。(6)超細粉的影響。在低水泥澆注料中，硅微粉起著重要的作用，它對降低加水量，提高水化結(jié)合強度有好處，可以通過增加硅微粉的加入量來提高耐壓強度。但是SiO?微粉的凝聚會使流動值變差。并且過多地加入SiO?微粉在高溫下SiO?由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)而產(chǎn)生膨脹，所以SiO?微粉合適加入量是很重要的。另外，SiO?微粉質(zhì)量對流動性的影響也很大，平均粒徑應(yīng)控制在0.2μm以下。同樣，Al?O?微粉也具有減水作用，且隨添加量的增加，使流動性下降的幅度較小。同時Al?O?微粉的平均粒度應(yīng)控制在3μm以下，否則會影響自流料的流動性。并且Al?O?微粉與硅微粉之間應(yīng)有一個佳配合比。另外，經(jīng)測試，自流料中加入0.8～1.2‰的六偏磷酸鈉，自流料的流動值達到佳。它既可以充當分散劑，又起到減水的作用，且這兩種性能明顯優(yōu)于三聚磷酸鈉。剛玉質(zhì)自流澆注料流變性和流動性的關(guān)系：以電熔白剛玉、SiO?微粉、αAl?O?微粉、純鋁酸鈣水泥和Alphabond為原料配制剛玉質(zhì)自流澆注料，用全組分澆注料流變儀和L型流動性測試裝置,研究了不同種類和加入量的微粉(加入SiO?微硅粉質(zhì)量分數(shù)6%~8%或α-Al?O?微粉質(zhì)量分數(shù)1%~4%)、1%~4%的結(jié)合劑(純鋁酸鈣水泥或Alphabond)對自流澆注料流變性和流動性的影響。(1)隨著SiO2微粉和α-Al?O?微粉加入量的增加，剛玉質(zhì)自流澆注料的剪切扭矩和相對塑性黏度下降;自流值隨SiO?微粉加入量的增多而增大。(2)水泥加入量的變化對剛玉質(zhì)自流澆注料流變性和流動性的影響很小;隨Alphabond加入量的增加，剪切扭矩和相對塑性黏度顯著增大，而自流值呈增大的趨勢。(3)剛玉質(zhì)自流澆注料的流變性與流動性之間存在一定的關(guān)系：相對塑性黏度與自流時間T30有較好的線性相關(guān)性，而與自流值無明顯關(guān)聯(lián)。更多耐火材料咨詢歡迎關(guān)注鄭州豫宏耐火材料有限公司waterpia.cn.
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