第23期
添加有机纤维对浇注料干燥性能的影响
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期号 : 2011 年, 第23期
内容简介

    浇注料施工后,在干燥过程中,由于浇注料内部水蒸气气压升高,容易爆裂。添加金属Al、有机纤维等防爆剂可以提高浇注料的抗爆裂性能,但关于有机纤维的化学组成、熔点、熔解速度以及形状与干燥性能的关系的研究不多,日本大光炉材的技术人员针对有机纤维的化学组成、熔点、熔解速度以及形状对浇注料干燥性能的影响进行了进一步的研究。
    试验用原料以Al2O3骨料和Al2O3微粉为主,配以4%的硅微粉,有机纤维的添加量为0.1%。有机纤维的化学组成分别为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇(以下缩写为PE、PP、PV),形状及熔点见表1。抗爆裂试验的试样用ф100 mm×100 mm的圆筒型模、透气率试验的试样用ф50 mm×50 mm的圆筒型模,填充混练后的浇注料,振动一定时间制成。混练时外加4.8%的水,试样养护温度25 ℃,养护时间24 h。制成试样后分别进行抗爆裂试验,测定试样的透气率以及ф100 mm×100 mm的圆筒试样在加热时内部温度的变化。
表1 有机纤维的种类


试样及化学组成

直径/μm

长度/mm

熔点/℃

PE1

聚乙烯

12

6

137

PE2

聚乙烯

17.5

5

123

PE3

聚乙烯

30

5

118

PP

聚丙烯

17.5

5

160

PV

聚乙烯醇

18

9

225(软化点)

    抗爆裂试验结果显示,试样PE2,PE3和PP在600~800 ℃干燥温度范围内没有出现爆裂,抗爆裂性得到提高。从透气率随干燥温度上升而变化的曲线图上可以看出,添加PE2纤维的试样与其他试样相比,在低温区透气率较高,干燥温度高于250 ℃后,添加PP纤维的试样透气率最高。考察炉内加热温度达到350 ℃时,试样中心部的温度变化趋势,温度出现急剧上升的时点记录为完全脱水的时间点。参考透气率(250 ℃干燥后)与完全脱水速度的关系图可知,透气率越高,完全脱水速度越快。此次试验中,试样PE1,PE2,PE3和PP在250 ℃加热时,试样PE1的熔解最慢。
    从以上结果可知,浇注料添加PP、PE2、PE3纤维,可改善材料的抗爆裂性能、提高透气率、加快脱水速度。这是因为PP、PE2、PE3纤维的熔解速度快,可较早形成空隙,与PE1、PV相比,在水蒸气气压较低的阶段快速脱水,形成空隙。由于此次抗爆裂试验的上限温度设定为800 ℃,因此PE2与PE3的抗爆裂性没有出现差异,但添加PE2纤维的试样脱水速度较快,透气率较高。PE2纤维的直径为17.5 μm,PE3纤维的直径为30 μm,因此,添加直径为17.5 μm的有机纤维抗爆裂效果更好。

(编译自《耐火物》2011,№11)

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