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澆注料是一種由耐火物料制成的粒狀和粉狀材料,加入一定結合劑和水分共同組成的,具有較高流動性,適宜于澆注方式的不定型耐火材料。有時為提高其流動性或減少其加水量,還可另加塑化劑或減水劑。有時為促進其凝結和硬化,還可以加促硬劑。由于其基本組成和成型、硬化過程與土建工程中常用的混凝土相同,因而也常稱此材料為耐火混凝土混合料。
一、澆注料的特性
澆注料的許多性質在相當大的程度上取決與結合劑的品種和數量。如以強度而論,除由輕制顆粒治成者以外一般皆高于結合劑,由于顆粒的強度硬化體的強度和其同顆粒之間的結合強度,故澆注料的強度實際就取決于結合劑的結合強度。
結合料的流動性一般皆比搗打料為高。因此,多數澆注料僅經澆注或再經震動,即可使混合料中的組分排列緊密和充滿模型。
澆注料成型后,必須根據結合劑的硬化特性,采取必要措施促進硬化。如對水泥要在適當的潮濕條件下護養;對某些金屬無機鹽要經干燥和烘烤等等。
澆注料的高溫性質與結合劑的品種和用量也有密切的關系。若選用的顆粒和粉狀料具有良好的耐火性,而結合劑的熔點既高又不致與耐火材料發生反應形成低熔物,則澆注料必具有相當高的耐火性。
若所用粒狀和粉狀料的材質一定,則澆注料的耐火性在相當大程度上受結合劑的控制。由于一般鋁酸鹽水泥所配制的澆注料中多數或絕大多數甚至全部易熔組分總是包含在水泥石中,所以水泥的用量對澆注料的高溫性質的影響也十分顯著。
當采用水泥做結合劑時,在高溫使用過程中,由于水泥可以分解脫水和和產生其他物相變化以及發生燒結,使澆注料在發生體積變化的同時還發生結構變化。由于水泥石中物形成不同的組分與結構,即使爐襯變成層狀結構。各種層之間,在各種不同的物形成之時,由于比容的改變可能產生內應力甚至產生裂紋。在燒結帶,由于粒狀料已預燒,隨水泥石與粒狀料之間的遭到相當大的破壞,極易產生裂紋,在燒結帶與脫水而未燒結的兩層之間,可能產生平行于工作面的片狀裂隙。當溫度波動時,因熱膨脹率的不同而產生的應力,可導致爐襯沿此裂紋處剝落。這種因水泥石分解使結構疏松和因形成層狀結構使其易剝落的狀況,往往是水泥損毀的主要原因。
目前,我國生產的耐火澆注料種類眾多,粘土質和高鋁質致密耐火材料是以粘土質和高鋁質原料制成的耐火澆注料。
二、澆注料的應用
澆注料是目前生產與使用最為廣泛的一種不定型耐火材料,主要用于構筑各種加熱爐內襯的整體構筑物。某些優質品種也可用于冶煉爐。如鋁酸鹽水泥澆注料可廣泛用于各種加熱爐和其他無渣、無酸堿侵蝕的熱工設備中。在受鐵水、鋼水和熔渣侵蝕而工作溫度又較高的部位,如出鋼槽=盛鋼桶和高爐爐身、出鐵溝等,可使用由低鈣和純凈的高鋁水泥結合的由含氧化鋁較高而燒結良好的優質粒狀和粉狀料治成的澆注料。再如磷酸鹽澆注料即可廣泛用于加熱爐和加熱金屬的均勻爐,也可用于煉焦爐,水泥窯中直接同物料接觸的部位。在同熔渣和熔融金屬直接接觸的冶金爐和其他容器中的一些部位,使用優質磷酸鹽澆注料進行修補也有較好的效果。在一些工作溫度不是很高的而需要耐磨性較高的部位,使用磷酸鹽澆注料較為合適,若選用剛玉質耐火材料治成的澆注料,在還原氣分的使用一般皆有較好的效果。
作為熱工設備的內襯和爐體時,一般應在第一次使用前進行烘烤,以使其中的物理水和結晶水逐步排除,達到某種程度的燒結,使其體積和某種性能達到使用時的穩定狀態。烘烤制度對使用壽命有至保溫相當時間。若烘烤不當,或不經烘烤立即快速升溫投入使用,極易產生裂痕,甚至松散倒塌,在特大特厚部位甚至可能發生爆炸。
澆注料主要用于:地腳螺栓錨固、飛機跑道的搶修、核電設備的固定、路橋工程的加固、機器底座、鋼結構與地基懷口、設備基礎的二次灌漿、栽埋鋼筋、混凝土結構加固和改造、舊混凝土結構的裂縫治理,機電設備安裝,軌道及鋼結構安裝,靜力壓樁工程封樁,墻體結構的加厚及漏滲水的修復,各種基礎工程的塌陷灌漿以及各種搶修工程。
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