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耐火澆注料出現(xiàn)返堿、起白霜情況的原因及解決辦法

發(fā)表時間:2021-05-27 15:10
文章附圖

耐火澆注料廣義是指水硬性耐火材料是由耐火顆?;稀⒎哿霞捌渌煌瑢傩缘耐饧觿┙M成,經(jīng)加水?dāng)嚢韬缶哂幸欢ㄓ捕群蛷姸鹊牟欢ㄐ彤a(chǎn)品,施工使用時候需要支模具澆注用振動棒振動施工,是應(yīng)用在高溫行業(yè)比較廣泛的耐火材料。施工完畢拆模后的耐火澆注料如果沒有及時進行烘爐,在放置過程中,可能表面會出現(xiàn)長白毛,隨后慢慢出現(xiàn)起砂和粉化。然后用手摸就能明顯感覺到掉砂,這種現(xiàn)象我們稱作返堿現(xiàn)象,比較容易在夏天發(fā)生。如果不及時采取措施,將來會對施工體的質(zhì)量造成較大影響。


返堿現(xiàn)象的原因

返堿的原因有很多,個人分析認(rèn)為主要體現(xiàn)在下面幾個方面:


2.1 原材料中堿性物質(zhì)的影響

耐火澆注料配制的原料中含有 Na、K、Fe?O? 等堿金屬氧化物,而這些堿金屬氧化物在與水結(jié)合攪拌后形成凝結(jié)硬化,生成游離水漂浮在其表面的水中,會帶有松散的膠狀白色沉淀物,這種現(xiàn)象是由于耐火澆注料表面未水化的水泥顆粒遇水后形成的飽和溶液,隨之沉淀出鋁膠和水化鋁酸鈣導(dǎo)致堿金屬氧化物與空氣中的二氧化碳等發(fā)生反應(yīng)形成的。如耐火澆注料原料中耐火骨料、耐火粉料、作為耐火澆注料結(jié)合劑的鋁酸鈣水泥,各種微硅粉和添加劑、減水劑、促凝劑、防爆劑等。這些材料中往往都含有少量的堿金屬氧化物,其中所含的堿,有一部分可以溶入水中,特別是分散劑中的堿,幾乎全部溶入水中。而這些溶入水中的堿金屬就可以通過毛細(xì)孔向硬化體表面遷移,到達(dá)表面后再與空氣中的CO2反應(yīng)形成碳酸鹽產(chǎn)生返堿,膨脹,澆筑體表面出現(xiàn)長白毛、掛白霜、起皮疏松脫落現(xiàn)象。


主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:

澆注料體系內(nèi)部 Na+ 離子的擴散和反應(yīng)。


所形成的氯酸鈉會繼續(xù)在潮濕的空氣中反應(yīng),重新生成碳酸鈉:

CO?+Na?O.Al?O3 → Na?CO3 + Al?O3
2.2 氣孔率和氣孔孔徑大小

在 20 世紀(jì)的70、80年代,拉法基公司通過大量對基于礬土水泥結(jié)合的澆筑料的研究發(fā)現(xiàn),澆注料的氣孔率是影響堿化現(xiàn)象的主要因素之一。氣孔率與水灰比之間的關(guān)系已經(jīng)證實了結(jié)合相的氣孔率是非常重要的。  


2.3 環(huán)境濕度

以下是不同環(huán)境濕度對基于礬土水泥結(jié)合的輕質(zhì)澆注料粉化現(xiàn)象的影響。很明顯,環(huán)境濕度越大,堿化現(xiàn)象越明顯。


返堿現(xiàn)象的解決辦法

(1)澆注料及時烘干。澆注料返堿關(guān)鍵在于游離水的存在,要解決此問題就必須及時將游離水排出,在堿金屬和堿土金屬物質(zhì)遇水轉(zhuǎn)化為氫氧化物遷移前形成穩(wěn)定化合物,從而杜絕返堿現(xiàn)象發(fā)生。那么就應(yīng)該及時烘烤澆筑體,排出澆筑體內(nèi)的自由水。經(jīng)過長期的生產(chǎn)經(jīng)驗積累,個人認(rèn)為可以采取如下烘烤曲線,可以達(dá)到較好的烘爐效果,且不會導(dǎo)致已施工的澆筑體發(fā)生損壞,造成不必要的返修。


(2)在新施工的襯里層表面涂抗?jié)B透有機涂料。新施工的澆注料如果不能及時烘干,那么可以在表面覆蓋塑料薄膜,或在新施工的襯里層表面涂抗?jié)B透有機涂料并在固化 24 小時后再涂一次同樣的涂料,從而阻止水分?jǐn)y帶著堿向表面遷移。如采用抗?jié)B透有機涂料,涂料應(yīng)有顏色,以便區(qū)分涂刷區(qū)域和未涂刷區(qū)域,該種涂料燃點一般可在 150℃左右,設(shè)備運行時,完全可以燃燒清除。根據(jù)歷年的經(jīng)驗,AntisolR-A 有機抗?jié)B透涂料可以達(dá)到較好的抗?jié)B透效果。

(3)可以從耐火澆注料自身解決,方法就是選用低堿含量的耐火原料,提高耐火澆注料黏度及快速硬化,這樣可降低鈉鹽遷移速度,做好加強質(zhì)量管理,嚴(yán)格控制加水量,防止加水過多。


結(jié) 論
上面介紹了耐火澆注料堿化現(xiàn)象的由來及相關(guān)應(yīng)對措施。但請注意,堿解作用是一種自然現(xiàn)象,采用任何一種方法都不可能完全避免。當(dāng)堿解作用已經(jīng)發(fā)生時,耐火層厚度中的疏松部分通常小于10mm,這時應(yīng)盡快將松散材料刷去并涂上抗?jié)B透涂料。


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