近年来，纳米技术在耐火材料领域中的研究和应用日益受到关注。武汉科技大学的研究人员研究纳米碳酸钙粉体浇注料结构和性能，以期能利用纳米碳酸钙在高温下分解成高活性的氧化钙并进而和体系中的氧化铝原位反应生成铝酸钙物相的特点，来控制或改进浇注料的结构和性能。
    试验采用6～3、3～1、1～0 mm 3个粒级的板状刚玉（w（Al2O3）＝99.32％）作骨料，采用≤0.045 mm的板状刚玉粉、氧化铝粉（CL370，w（Al2O3）＝99.78％）、电熔镁砂粉（w（MgO）＝96.87％）、氧化铬微粉（w（Cr2O3）＝99.28％）、Alphabond300（w（Al2O3）＝84.15％）、商品级纳米碳酸钙（w（CaCO3）＝94.48％）作基质料，以FS10为减水剂。
    试验配方如表1所示，将配好的料倒入混合机中混合，在搅拌锅中加入一定量的水，控制浇注料的流动值在225 mm左右。浇注料流动值的测定方法如下：将锥形模（上口直径70 mm、下口直径100mm、高60 mm）放在振动台上，先加入试验料至锥形模深度的2/3，用捣棒捣实，然后再加满试验料，捣实抹平后，取下锥形模，启动振动台振动30 s，每间隔45°测量试验料的直径，取其平均值即为该试验料的流动值，再次混匀后，将试验料倒入40 mm×40 mm×160 mm的三联模中振动成型，在室温下养护24 h，脱模后经110 ℃16h干燥，然后分别在1 000、1 500和1 600 ℃保温3 h热处理。检测经不同温度热处理后试样的机械性能；利用XRD分析试样的物相组成，扫描电镜观察试样的显微结构。抗热震性采用1 600 ℃ 3 h烧后试样水冷（1 100 ℃-室温）1次后的残余抗折强度保持率来表征。
表1试验配方（w）/%

    试验结果显示：（1）当纳米碳酸钙加入量较少（≤0.6％）时，浇注料的需水量几乎没有变化；当纳米碳酸钙加入量＞0.6％时，随着纳米碳酸钙加入量的增加，浇注料的需水量增大，当纳米碳酸钙加入量为1.0％时，浇注料的需水量为4.4％，与未添加纳米碳酸钙的试样（需水量为4.2%）相比，变化不是很大。(2)110 ℃干燥后，纳米碳酸钙对浇注料的显气孔率、体积密度、抗折强度和耐压强度影响不大；但是，在1 000、1 500、1 600 ℃热处理后，浇注料的显气孔率随纳米碳酸钙加入量的增加而升高；1 000 ℃烧后试样的抗折强度和耐压强度均大幅下降；1 500和1 600 ℃烧后试样的抗折强度和耐压强度均随着纳米碳酸钙加入量的增加而增大。（3）随着纳米碳酸钙加入量的增加，浇注料水冷1次后的残余抗折强度保持率升高，说明加入纳米碳酸钙在一定程度上改善了浇注料的抗热震性。（4）XRD和SEM分析发现，1 600 ℃热处理后，加入纳米碳酸钙的试样中CA6相增多，这主要是由于纳米碳酸钙高温分解形成的CaO与基质中的氧化铝反应形成CA6，使得高温（1 500及1 600 ℃）处理后，浇注料的耐压强度和抗折强度增大。
（摘编自《耐火与石灰》2011，№3）