有機防爆纖維作為耐火澆注料防爆劑的應(yīng)用分析

有機防爆纖維防爆機理是在耐火澆注料加熱烘烤時，其中的有機纖維受熱發(fā)生收縮、熔融或燃燒，在內(nèi)部留下網(wǎng)狀狹長排氣通道，這樣因受熱而產(chǎn)生的水蒸氣就能迅速擴散排出，而不至在內(nèi)部集聚產(chǎn)生過大壓力，因此澆注體的抗爆裂性能較好。與金屬鋁粉等相比，加入纖維沒有化學(xué)反應(yīng)，施工過程容易控制，影響因素較少，沒有危險性。但防爆纖維品種眾多，合理的選擇品種、長度、直徑與用量對耐火澆注料的防爆效果至關(guān)重要。

所加有機纖維的長度會嚴(yán)重影響耐火澆注料的流動性能。當(dāng)纖維較長時，耐火澆注料流動性能降低很多；然而纖維過短，攪拌時難以分散開來，所產(chǎn)生的排氣通道連通狀況較差，抗爆裂性能改善不明顯。同樣，纖維的直徑選擇也異常重要。纖維的直徑如果太粗，在同樣的加入量下，纖維根數(shù)太少，造孔數(shù)量較少；如果太細(xì)，所造孔的孔徑小，排氣阻力依然很大，抗爆裂性能同樣得不到改善。謝長清等人的研究認(rèn)為有機纖維的長度在3~5mm之間、直徑選擇20~40μm比較適宜。

當(dāng)施工體加熱烘烤，隨著溫度升高，耐火澆注料施工體內(nèi)水分的蒸汽壓也將增大，溫度超過200℃以上時，蒸汽壓急劇增大，當(dāng)蒸汽壓力超過材料的極限強度就會產(chǎn)生明顯裂紋甚至爆裂。一般添加0.01～0.2的有機防爆纖維，使得在加熱產(chǎn)生蒸汽的溫度以下發(fā)生收縮、熔融，形成孔洞，提高透氣度。其特點是隨著纖維加入量的增大，耐火澆注料的氣孔主要分布向大孔徑方向變化，耐火澆注料的孔隙率上升，透氣度提高，耐火澆注料的施工性能明顯下降，耐火澆注料的體積密度、強度均呈現(xiàn)明顯下降趨勢。這是由于纖維加入過多一方面影響了耐火澆注料的自身結(jié)合，另一方面導(dǎo)致加水量增多，耐火澆注料致密度下降，強度降低，進而影響到使用性能。

有機纖維的熔融分解或碳化的溫度因纖維的種類和分子量的不同而各不相同，但大都為100-400℃。加入相同量的纖維，低熔點纖維的抗爆裂性能要稍好于高熔點纖維，因此選擇有機纖維時，應(yīng)選擇具有適當(dāng)熔點的品種，在蒸汽壓急劇增加前，纖維就應(yīng)達到其熔點，使水蒸氣在較低的溫度下即能順利排出，當(dāng)然纖維的熔點過低也是不適宜的。

有機纖維的品種很多，有尼龍、維尼綸、聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚乙樹脂、聚乙烯醇縮甲醛纖維等諸多纖維品種，選擇合適的纖維作為防爆劑才能夠達到較好的防爆效果。

需要注意的是，添加防爆纖維后，耐火澆注料內(nèi)不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。且影響施工的因素較少，過程較容易控制。但是有機纖維在澆注料中難以分散均勻，且加入量過多會較為明顯的影響其強度。