張海波+張康康+

摘 要：本文以85均質(zhì)礬土為自流澆注料的主要原料，純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑，研究了不同減水劑對自流澆注料施工性能的影響；不同促硬劑對自流澆注料脫模強度的影響；不同熱處理溫度對自流澆注料體積密度和強度的影響。研究結(jié)果表明：減水劑B的加入能夠使噴煤管用澆注料實現(xiàn)自流，而減水劑A的加入雖然可以改善噴煤管用澆注料的流動值，但不能使?jié)沧⒘蠈崿F(xiàn)自流。促硬劑B能夠明顯提高自流澆注料的脫模強度，而促硬劑A對自流澆注料的脫模強度沒有明顯影響。因此，減水劑B與促硬劑B適宜做為自流澆注料的外加劑，摻量選為0.2％和0.003％較為合理。

關(guān)鍵詞：自流澆注料；減水劑；促硬劑；流動值；強度

1 前言

噴煤管是整個水泥窯燒成系統(tǒng)最關(guān)鍵的部位，也是耐火材料使用的薄弱環(huán)節(jié)。因此，研究如何提高噴煤管用耐火材料的使用壽命是一項具有重要意義的科技工作[1]。而澆注料的施工是影響澆注料使用壽命非常重要的原因之一，噴煤管澆注料在整模澆注施工時，常常會出現(xiàn)澆注料加水量過大，以及振搗不密實的情況，導(dǎo)致噴煤管用澆注料使用壽命過低，所以，研究無需振搗且性能優(yōu)良的噴煤管用自流澆注料，對提高噴煤管用耐火澆注料的使用壽命具有一定的意義。本文主要研究了不同減水劑與促硬劑對自流澆注料流動值和脫模強度的影響，相關(guān)研究表明[2~3]：未加減水劑的耐火泥料需要8%的水才可發(fā)生觸變流動，而加有三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉的耐火泥料需6%~6.5%的水，加有機減水劑的耐火泥料需要5%~5.5%的水就能流動。還有研究[4]提到用聚丙烯酸鈉作減水劑，當加入量為0.1%時，耐火澆注料可獲得較高的流動性；而當加入量為0.15%時，用水量僅為4.5%就可自流。這說明有機減水劑的作用比聚磷酸鹽更為顯著。促硬劑對澆注料性能影響的研究較多[5~7]，相關(guān)研究表明：加入硫酸鈣、氯化鋰、碳酸鈉之后，做為澆注料結(jié)合劑的鋁酸鈣水泥漿體流動值變小，初凝與終凝時間縮短，耐壓強度高于未加促硬劑的純鋁酸鈣水泥漿體強度，其中，以加入氯化鋰對純鋁酸鈣水泥前中期強度的提高最為明顯。

2 實驗內(nèi)容

2.1 實驗原料及配比

本實驗的基礎(chǔ)配方以85均質(zhì)礬土（0%~1%、1%~3%、3%~5%）、碳化硅、硅灰、α-Al2O3微粉和純鋁酸鈣水泥為主要原料。表1為在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上加入不同外加劑后的兩組實驗配方，試驗加水量固定為6%。當減水劑B的含量為0.02%保持不變，而改變促硬劑的含量時的試驗配方組成如表2所示。

2.2試樣制備及檢測

按基礎(chǔ)配方及表1、表2配制的自流澆注料在強制攪拌機內(nèi)干混1min后加預(yù)定水量，強制攪拌3min后將自流澆注料按要求測定流動值；部分配比澆注料按要求成型規(guī)格為40mm×40mm×160mm的試樣，然后自然養(yǎng)護24h后脫模；按要求將試樣經(jīng)110℃×24h、900℃×3h、1100℃×3h及1400℃×3h的熱處理。分別按照YB/T5200-1993標準測量試樣的體積密度；按照YB/T5201-1993標準測量試樣的常溫抗折強度和常溫耐壓強度。流動值測試設(shè)備照片和示意圖如圖1所示。

自流澆注料流動值的測試借用GB2429-81中膠砂流動度模具，其具體做法是將圖1所示的模具置于平板上，注滿澆注料，隨即垂直拔起錐模，讓自流澆注料在平板上自由流動，2min后測定平板上澆注料4處直徑（均勻選取），取其平均值做為澆注料的平均自流直徑Df，流動值按如下計算公式：

流動值（％）＝100％×（Df－100）/100 （1）

3 結(jié)果分析與討論

3.1減水劑A與減水劑B對自流澆注料流動值的影響

減水劑摻量對自流澆注料流動值的影響如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著減水劑A與減水劑B摻量的增加，自流澆注料的流動值均逐漸增大。減水劑A的摻量在達到0.15%時，如果繼續(xù)增加其摻量，自流澆注料的流動值增加并不明顯。因此，減水劑A的適宜摻量為0.15%。而從摻加了減水劑A后的自流澆注料的流動值來看，其最大值僅有40%，不能使?jié)沧⒘蠈崿F(xiàn)自流平，因此，減水劑A不適宜作為此自流澆注料的外加劑。減水劑B的摻量在達到0.2%后繼續(xù)增加其摻量，自流澆注料的流動值增加并不明顯。因此，減水劑B的適宜摻量為0.2%。從摻加了減水劑B后的自流澆注料的流動值來看，其最大值接近了140%。因此，減水劑B適宜作為此自流澆注料的外加劑。

3.2促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料流動值與脫模強度的影響

3.2.1促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料流動值的影響

促硬劑A與促硬劑B摻量對自流澆注料流動值的影響如圖3所示。

由圖3可以看出，當促硬劑A摻量為0.05%及以下時，自流澆注料的初始流動值與放置15min后的流動值均在130%以上，可以滿足噴煤管用自流澆注料的施工流動性與施工時間。當促硬劑A摻量達到0.07%時，自流澆注料的流動值不足100%，且放置15min后的流動值不足20%。因此，促硬劑A摻量不宜超過0.05%。促硬劑B摻量在所有四個實驗摻量下，自流澆注料初始流動值均在130%以上，但在0.005%和0.007%摻量下，自流澆注料放置15min后的流動值均低于100%。因此，從流動值的保持時間來看，促硬劑B的摻量在0.005%以下較為合理。

3.2.2促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料脫模強度的影響

促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料脫模強度的影響實驗如表3所示。

由表3可以看出，促硬劑A在四個實驗摻量下，自流澆注料的脫?？拐叟c脫模耐壓強度均為0，表明促硬劑A對自流澆注料的脫模強度并沒有促硬的效果。而隨著促硬劑B摻量的增加，自流澆注料的脫?？拐蹚姸扰c脫模耐壓強度均逐漸增大。但是在摻量達到0.003%時，繼續(xù)增加促硬劑B的摻量，自流澆注料的脫?？拐叟c脫模耐壓強度增大并不顯著。因此，促硬劑B在自流澆注料中的摻量選為0.003%較為合理。

3.3熱處理溫度對自流澆注料體積密度及常溫強度的影響

經(jīng)過對前面實驗結(jié)果的對比與分析，選取D2組數(shù)據(jù)作為最后的試驗配比，并將配比試樣進行熱處理。同時，對熱處理試樣進行了體密、強度等物理性能檢測，檢測結(jié)果如圖4、圖5所示。

從圖4、圖5中可以看出，隨著熱處理溫度的提高，D2試樣的體積密度呈現(xiàn)先減小后基本不變再增大的變化規(guī)律，試樣的常溫抗折強度和耐壓強度呈現(xiàn)先減小后變化不大再增大的變化規(guī)律。由于試樣熱處理溫度的提高，鋁酸鈣水泥水化物的脫水和分解導(dǎo)致試樣質(zhì)量減小，空隙增大，而在中溫階段（800~1100℃）燒結(jié)作用尚不明顯，因而造成試樣在900℃和1100℃溫度下的體積密度的下降。而隨著試樣熱處理溫度的進一步升高，試樣中部分材料發(fā)生燒結(jié)，會使試樣有一定程度的收縮，因而導(dǎo)致試樣在1400℃的體積密度又有一定程度的增大。另一方面，相關(guān)文獻[8~9]指出鋁酸鈣水泥水化物的脫水和分解還會使水合鍵遭到破壞，原來的片狀、針狀晶體結(jié)構(gòu)不復(fù)存在。同時，由低密度的水化物轉(zhuǎn)化為高密度的無水礦物，摩爾體積減小、空隙增大，而在中溫階段（800~1100℃）燒結(jié)作用尚不明顯。因此，試樣會出現(xiàn)在900℃和1100℃時強度下降。而隨著試樣熱處理溫度的進一步升高，試樣中部分材料發(fā)生燒結(jié)而產(chǎn)生陶瓷結(jié)合，因而導(dǎo)致試樣在1400℃的強度又有一定程度的增大。

4 結(jié)論

（1） 減水劑B的加入能使噴煤管用澆注料實現(xiàn)自流，且最大自流流動值接近140%；而減水劑A的加入雖然可以提高噴煤管用澆注料的流動值，但是效果不佳，其自流流動值最高只有40%。

（2） 促硬劑B能夠明顯提高自流澆注料的脫模強度；而促硬劑A對自流澆注料的脫模強度沒有明顯影響。

（3） 隨著熱處理溫度的提高，D2試樣的體積密度呈現(xiàn)先減小后基本不變再增大的變化規(guī)律；而其常溫抗折強度和耐壓強度呈現(xiàn)先減小后變化不大最后再增大的變化規(guī)律。

參考文獻

[1] 陸秉權(quán),曾志明.新型干法水泥生產(chǎn)線耐火材料砌筑實用手冊

[M],北京:中國建材工業(yè)出版社,2005.22~23.

[2] 劉金華.低水泥耐火澆注料外加劑的研究[D].西安建筑科技大

學,2006.21~22.

[3] 張三華,李再耕.減水劑對超低水泥Al2O3-Cr2O3-ZrO2質(zhì)耐火材

料流變性的影響[J].耐火材料,1995,2:67~71.

[4] 廖建國譯.自流澆注料的流動特性和組織的均一性[J].國外耐

火材料,2001,6:43~47.

[5] 高廣震,柯昌明等.分散劑和促凝劑對Al2O3-SiC-C澆注料流動

性能的影響[J].耐火材料,2005,39(1):47~49.

[6] A zizian F.Improving the performance of cement-free castable[J].

ceramic Industry, 1997, (2):47~48.

[7] 劉磊,王周福.調(diào)凝外加劑對鋁酸鈣水泥的凝結(jié)硬化性能的影

響[C].2011全國不定形耐火材料學術(shù)會議論文集,2011.480~

484.

[8] 郭海珠,余森等.實用耐火原料手冊[M].北京:中國建材工業(yè)出版

社,2000.491~492.

[9] 周季楠.水泥窯用堿性耐火材料及水泥工業(yè)用耐火材料的發(fā)展

動向[C].水泥窯用耐火材料會議論文,2000.30~32.

基金項目：本文由國家科技支撐計劃項目（2011BAB03B03）提供資金支持。

endprint

摘 要：本文以85均質(zhì)礬土為自流澆注料的主要原料，純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑，研究了不同減水劑對自流澆注料施工性能的影響；不同促硬劑對自流澆注料脫模強度的影響；不同熱處理溫度對自流澆注料體積密度和強度的影響。研究結(jié)果表明：減水劑B的加入能夠使噴煤管用澆注料實現(xiàn)自流，而減水劑A的加入雖然可以改善噴煤管用澆注料的流動值，但不能使?jié)沧⒘蠈崿F(xiàn)自流。促硬劑B能夠明顯提高自流澆注料的脫模強度，而促硬劑A對自流澆注料的脫模強度沒有明顯影響。因此，減水劑B與促硬劑B適宜做為自流澆注料的外加劑，摻量選為0.2％和0.003％較為合理。

關(guān)鍵詞：自流澆注料；減水劑；促硬劑；流動值；強度

1 前言

噴煤管是整個水泥窯燒成系統(tǒng)最關(guān)鍵的部位，也是耐火材料使用的薄弱環(huán)節(jié)。因此，研究如何提高噴煤管用耐火材料的使用壽命是一項具有重要意義的科技工作[1]。而澆注料的施工是影響澆注料使用壽命非常重要的原因之一，噴煤管澆注料在整模澆注施工時，常常會出現(xiàn)澆注料加水量過大，以及振搗不密實的情況，導(dǎo)致噴煤管用澆注料使用壽命過低，所以，研究無需振搗且性能優(yōu)良的噴煤管用自流澆注料，對提高噴煤管用耐火澆注料的使用壽命具有一定的意義。本文主要研究了不同減水劑與促硬劑對自流澆注料流動值和脫模強度的影響，相關(guān)研究表明[2~3]：未加減水劑的耐火泥料需要8%的水才可發(fā)生觸變流動，而加有三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉的耐火泥料需6%~6.5%的水，加有機減水劑的耐火泥料需要5%~5.5%的水就能流動。還有研究[4]提到用聚丙烯酸鈉作減水劑，當加入量為0.1%時，耐火澆注料可獲得較高的流動性；而當加入量為0.15%時，用水量僅為4.5%就可自流。這說明有機減水劑的作用比聚磷酸鹽更為顯著。促硬劑對澆注料性能影響的研究較多[5~7]，相關(guān)研究表明：加入硫酸鈣、氯化鋰、碳酸鈉之后，做為澆注料結(jié)合劑的鋁酸鈣水泥漿體流動值變小，初凝與終凝時間縮短，耐壓強度高于未加促硬劑的純鋁酸鈣水泥漿體強度，其中，以加入氯化鋰對純鋁酸鈣水泥前中期強度的提高最為明顯。

2 實驗內(nèi)容

2.1 實驗原料及配比

本實驗的基礎(chǔ)配方以85均質(zhì)礬土（0%~1%、1%~3%、3%~5%）、碳化硅、硅灰、α-Al2O3微粉和純鋁酸鈣水泥為主要原料。表1為在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上加入不同外加劑后的兩組實驗配方，試驗加水量固定為6%。當減水劑B的含量為0.02%保持不變，而改變促硬劑的含量時的試驗配方組成如表2所示。

2.2試樣制備及檢測

按基礎(chǔ)配方及表1、表2配制的自流澆注料在強制攪拌機內(nèi)干混1min后加預(yù)定水量，強制攪拌3min后將自流澆注料按要求測定流動值；部分配比澆注料按要求成型規(guī)格為40mm×40mm×160mm的試樣，然后自然養(yǎng)護24h后脫模；按要求將試樣經(jīng)110℃×24h、900℃×3h、1100℃×3h及1400℃×3h的熱處理。分別按照YB/T5200-1993標準測量試樣的體積密度；按照YB/T5201-1993標準測量試樣的常溫抗折強度和常溫耐壓強度。流動值測試設(shè)備照片和示意圖如圖1所示。

自流澆注料流動值的測試借用GB2429-81中膠砂流動度模具，其具體做法是將圖1所示的模具置于平板上，注滿澆注料，隨即垂直拔起錐模，讓自流澆注料在平板上自由流動，2min后測定平板上澆注料4處直徑（均勻選?。?，取其平均值做為澆注料的平均自流直徑Df，流動值按如下計算公式：

流動值（％）＝100％×（Df－100）/100 （1）

3 結(jié)果分析與討論

3.1減水劑A與減水劑B對自流澆注料流動值的影響

減水劑摻量對自流澆注料流動值的影響如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著減水劑A與減水劑B摻量的增加，自流澆注料的流動值均逐漸增大。減水劑A的摻量在達到0.15%時，如果繼續(xù)增加其摻量，自流澆注料的流動值增加并不明顯。因此，減水劑A的適宜摻量為0.15%。而從摻加了減水劑A后的自流澆注料的流動值來看，其最大值僅有40%，不能使?jié)沧⒘蠈崿F(xiàn)自流平，因此，減水劑A不適宜作為此自流澆注料的外加劑。減水劑B的摻量在達到0.2%后繼續(xù)增加其摻量，自流澆注料的流動值增加并不明顯。因此，減水劑B的適宜摻量為0.2%。從摻加了減水劑B后的自流澆注料的流動值來看，其最大值接近了140%。因此，減水劑B適宜作為此自流澆注料的外加劑。

3.2促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料流動值與脫模強度的影響

3.2.1促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料流動值的影響

促硬劑A與促硬劑B摻量對自流澆注料流動值的影響如圖3所示。

由圖3可以看出，當促硬劑A摻量為0.05%及以下時，自流澆注料的初始流動值與放置15min后的流動值均在130%以上，可以滿足噴煤管用自流澆注料的施工流動性與施工時間。當促硬劑A摻量達到0.07%時，自流澆注料的流動值不足100%，且放置15min后的流動值不足20%。因此，促硬劑A摻量不宜超過0.05%。促硬劑B摻量在所有四個實驗摻量下，自流澆注料初始流動值均在130%以上，但在0.005%和0.007%摻量下，自流澆注料放置15min后的流動值均低于100%。因此，從流動值的保持時間來看，促硬劑B的摻量在0.005%以下較為合理。

3.2.2促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料脫模強度的影響

促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料脫模強度的影響實驗如表3所示。

由表3可以看出，促硬劑A在四個實驗摻量下，自流澆注料的脫?？拐叟c脫模耐壓強度均為0，表明促硬劑A對自流澆注料的脫模強度并沒有促硬的效果。而隨著促硬劑B摻量的增加，自流澆注料的脫?？拐蹚姸扰c脫模耐壓強度均逐漸增大。但是在摻量達到0.003%時，繼續(xù)增加促硬劑B的摻量，自流澆注料的脫?？拐叟c脫模耐壓強度增大并不顯著。因此，促硬劑B在自流澆注料中的摻量選為0.003%較為合理。

3.3熱處理溫度對自流澆注料體積密度及常溫強度的影響

經(jīng)過對前面實驗結(jié)果的對比與分析，選取D2組數(shù)據(jù)作為最后的試驗配比，并將配比試樣進行熱處理。同時，對熱處理試樣進行了體密、強度等物理性能檢測，檢測結(jié)果如圖4、圖5所示。

從圖4、圖5中可以看出，隨著熱處理溫度的提高，D2試樣的體積密度呈現(xiàn)先減小后基本不變再增大的變化規(guī)律，試樣的常溫抗折強度和耐壓強度呈現(xiàn)先減小后變化不大再增大的變化規(guī)律。由于試樣熱處理溫度的提高，鋁酸鈣水泥水化物的脫水和分解導(dǎo)致試樣質(zhì)量減小，空隙增大，而在中溫階段（800~1100℃）燒結(jié)作用尚不明顯，因而造成試樣在900℃和1100℃溫度下的體積密度的下降。而隨著試樣熱處理溫度的進一步升高，試樣中部分材料發(fā)生燒結(jié)，會使試樣有一定程度的收縮，因而導(dǎo)致試樣在1400℃的體積密度又有一定程度的增大。另一方面，相關(guān)文獻[8~9]指出鋁酸鈣水泥水化物的脫水和分解還會使水合鍵遭到破壞，原來的片狀、針狀晶體結(jié)構(gòu)不復(fù)存在。同時，由低密度的水化物轉(zhuǎn)化為高密度的無水礦物，摩爾體積減小、空隙增大，而在中溫階段（800~1100℃）燒結(jié)作用尚不明顯。因此，試樣會出現(xiàn)在900℃和1100℃時強度下降。而隨著試樣熱處理溫度的進一步升高，試樣中部分材料發(fā)生燒結(jié)而產(chǎn)生陶瓷結(jié)合，因而導(dǎo)致試樣在1400℃的強度又有一定程度的增大。

4 結(jié)論

（1） 減水劑B的加入能使噴煤管用澆注料實現(xiàn)自流，且最大自流流動值接近140%；而減水劑A的加入雖然可以提高噴煤管用澆注料的流動值，但是效果不佳，其自流流動值最高只有40%。

（2） 促硬劑B能夠明顯提高自流澆注料的脫模強度；而促硬劑A對自流澆注料的脫模強度沒有明顯影響。

（3） 隨著熱處理溫度的提高，D2試樣的體積密度呈現(xiàn)先減小后基本不變再增大的變化規(guī)律；而其常溫抗折強度和耐壓強度呈現(xiàn)先減小后變化不大最后再增大的變化規(guī)律。

參考文獻

[1] 陸秉權(quán),曾志明.新型干法水泥生產(chǎn)線耐火材料砌筑實用手冊

[M],北京:中國建材工業(yè)出版社,2005.22~23.

[2] 劉金華.低水泥耐火澆注料外加劑的研究[D].西安建筑科技大

學,2006.21~22.

[3] 張三華,李再耕.減水劑對超低水泥Al2O3-Cr2O3-ZrO2質(zhì)耐火材

料流變性的影響[J].耐火材料,1995,2:67~71.

[4] 廖建國譯.自流澆注料的流動特性和組織的均一性[J].國外耐

火材料,2001,6:43~47.

[5] 高廣震,柯昌明等.分散劑和促凝劑對Al2O3-SiC-C澆注料流動

性能的影響[J].耐火材料,2005,39(1):47~49.

[6] A zizian F.Improving the performance of cement-free castable[J].

ceramic Industry, 1997, (2):47~48.

[7] 劉磊,王周福.調(diào)凝外加劑對鋁酸鈣水泥的凝結(jié)硬化性能的影

響[C].2011全國不定形耐火材料學術(shù)會議論文集,2011.480~

484.

[8] 郭海珠,余森等.實用耐火原料手冊[M].北京:中國建材工業(yè)出版

社,2000.491~492.

[9] 周季楠.水泥窯用堿性耐火材料及水泥工業(yè)用耐火材料的發(fā)展

動向[C].水泥窯用耐火材料會議論文,2000.30~32.

基金項目：本文由國家科技支撐計劃項目（2011BAB03B03）提供資金支持。

endprint

摘 要：本文以85均質(zhì)礬土為自流澆注料的主要原料，純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑，研究了不同減水劑對自流澆注料施工性能的影響；不同促硬劑對自流澆注料脫模強度的影響；不同熱處理溫度對自流澆注料體積密度和強度的影響。研究結(jié)果表明：減水劑B的加入能夠使噴煤管用澆注料實現(xiàn)自流，而減水劑A的加入雖然可以改善噴煤管用澆注料的流動值，但不能使?jié)沧⒘蠈崿F(xiàn)自流。促硬劑B能夠明顯提高自流澆注料的脫模強度，而促硬劑A對自流澆注料的脫模強度沒有明顯影響。因此，減水劑B與促硬劑B適宜做為自流澆注料的外加劑，摻量選為0.2％和0.003％較為合理。

關(guān)鍵詞：自流澆注料；減水劑；促硬劑；流動值；強度

1 前言

噴煤管是整個水泥窯燒成系統(tǒng)最關(guān)鍵的部位，也是耐火材料使用的薄弱環(huán)節(jié)。因此，研究如何提高噴煤管用耐火材料的使用壽命是一項具有重要意義的科技工作[1]。而澆注料的施工是影響澆注料使用壽命非常重要的原因之一，噴煤管澆注料在整模澆注施工時，常常會出現(xiàn)澆注料加水量過大，以及振搗不密實的情況，導(dǎo)致噴煤管用澆注料使用壽命過低，所以，研究無需振搗且性能優(yōu)良的噴煤管用自流澆注料，對提高噴煤管用耐火澆注料的使用壽命具有一定的意義。本文主要研究了不同減水劑與促硬劑對自流澆注料流動值和脫模強度的影響，相關(guān)研究表明[2~3]：未加減水劑的耐火泥料需要8%的水才可發(fā)生觸變流動，而加有三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉的耐火泥料需6%~6.5%的水，加有機減水劑的耐火泥料需要5%~5.5%的水就能流動。還有研究[4]提到用聚丙烯酸鈉作減水劑，當加入量為0.1%時，耐火澆注料可獲得較高的流動性；而當加入量為0.15%時，用水量僅為4.5%就可自流。這說明有機減水劑的作用比聚磷酸鹽更為顯著。促硬劑對澆注料性能影響的研究較多[5~7]，相關(guān)研究表明：加入硫酸鈣、氯化鋰、碳酸鈉之后，做為澆注料結(jié)合劑的鋁酸鈣水泥漿體流動值變小，初凝與終凝時間縮短，耐壓強度高于未加促硬劑的純鋁酸鈣水泥漿體強度，其中，以加入氯化鋰對純鋁酸鈣水泥前中期強度的提高最為明顯。

2 實驗內(nèi)容

2.1 實驗原料及配比

本實驗的基礎(chǔ)配方以85均質(zhì)礬土（0%~1%、1%~3%、3%~5%）、碳化硅、硅灰、α-Al2O3微粉和純鋁酸鈣水泥為主要原料。表1為在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上加入不同外加劑后的兩組實驗配方，試驗加水量固定為6%。當減水劑B的含量為0.02%保持不變，而改變促硬劑的含量時的試驗配方組成如表2所示。

2.2試樣制備及檢測

按基礎(chǔ)配方及表1、表2配制的自流澆注料在強制攪拌機內(nèi)干混1min后加預(yù)定水量，強制攪拌3min后將自流澆注料按要求測定流動值；部分配比澆注料按要求成型規(guī)格為40mm×40mm×160mm的試樣，然后自然養(yǎng)護24h后脫模；按要求將試樣經(jīng)110℃×24h、900℃×3h、1100℃×3h及1400℃×3h的熱處理。分別按照YB/T5200-1993標準測量試樣的體積密度；按照YB/T5201-1993標準測量試樣的常溫抗折強度和常溫耐壓強度。流動值測試設(shè)備照片和示意圖如圖1所示。

自流澆注料流動值的測試借用GB2429-81中膠砂流動度模具，其具體做法是將圖1所示的模具置于平板上，注滿澆注料，隨即垂直拔起錐模，讓自流澆注料在平板上自由流動，2min后測定平板上澆注料4處直徑（均勻選?。?，取其平均值做為澆注料的平均自流直徑Df，流動值按如下計算公式：

流動值（％）＝100％×（Df－100）/100 （1）

3 結(jié)果分析與討論

3.1減水劑A與減水劑B對自流澆注料流動值的影響

減水劑摻量對自流澆注料流動值的影響如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著減水劑A與減水劑B摻量的增加，自流澆注料的流動值均逐漸增大。減水劑A的摻量在達到0.15%時，如果繼續(xù)增加其摻量，自流澆注料的流動值增加并不明顯。因此，減水劑A的適宜摻量為0.15%。而從摻加了減水劑A后的自流澆注料的流動值來看，其最大值僅有40%，不能使?jié)沧⒘蠈崿F(xiàn)自流平，因此，減水劑A不適宜作為此自流澆注料的外加劑。減水劑B的摻量在達到0.2%后繼續(xù)增加其摻量，自流澆注料的流動值增加并不明顯。因此，減水劑B的適宜摻量為0.2%。從摻加了減水劑B后的自流澆注料的流動值來看，其最大值接近了140%。因此，減水劑B適宜作為此自流澆注料的外加劑。

3.2促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料流動值與脫模強度的影響

3.2.1促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料流動值的影響

促硬劑A與促硬劑B摻量對自流澆注料流動值的影響如圖3所示。

由圖3可以看出，當促硬劑A摻量為0.05%及以下時，自流澆注料的初始流動值與放置15min后的流動值均在130%以上，可以滿足噴煤管用自流澆注料的施工流動性與施工時間。當促硬劑A摻量達到0.07%時，自流澆注料的流動值不足100%，且放置15min后的流動值不足20%。因此，促硬劑A摻量不宜超過0.05%。促硬劑B摻量在所有四個實驗摻量下，自流澆注料初始流動值均在130%以上，但在0.005%和0.007%摻量下，自流澆注料放置15min后的流動值均低于100%。因此，從流動值的保持時間來看，促硬劑B的摻量在0.005%以下較為合理。

3.2.2促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料脫模強度的影響

促硬劑A與促硬劑B對自流澆注料脫模強度的影響實驗如表3所示。

由表3可以看出，促硬劑A在四個實驗摻量下，自流澆注料的脫?？拐叟c脫模耐壓強度均為0，表明促硬劑A對自流澆注料的脫模強度并沒有促硬的效果。而隨著促硬劑B摻量的增加，自流澆注料的脫?？拐蹚姸扰c脫模耐壓強度均逐漸增大。但是在摻量達到0.003%時，繼續(xù)增加促硬劑B的摻量，自流澆注料的脫?？拐叟c脫模耐壓強度增大并不顯著。因此，促硬劑B在自流澆注料中的摻量選為0.003%較為合理。

3.3熱處理溫度對自流澆注料體積密度及常溫強度的影響

經(jīng)過對前面實驗結(jié)果的對比與分析，選取D2組數(shù)據(jù)作為最后的試驗配比，并將配比試樣進行熱處理。同時，對熱處理試樣進行了體密、強度等物理性能檢測，檢測結(jié)果如圖4、圖5所示。

從圖4、圖5中可以看出，隨著熱處理溫度的提高，D2試樣的體積密度呈現(xiàn)先減小后基本不變再增大的變化規(guī)律，試樣的常溫抗折強度和耐壓強度呈現(xiàn)先減小后變化不大再增大的變化規(guī)律。由于試樣熱處理溫度的提高，鋁酸鈣水泥水化物的脫水和分解導(dǎo)致試樣質(zhì)量減小，空隙增大，而在中溫階段（800~1100℃）燒結(jié)作用尚不明顯，因而造成試樣在900℃和1100℃溫度下的體積密度的下降。而隨著試樣熱處理溫度的進一步升高，試樣中部分材料發(fā)生燒結(jié)，會使試樣有一定程度的收縮，因而導(dǎo)致試樣在1400℃的體積密度又有一定程度的增大。另一方面，相關(guān)文獻[8~9]指出鋁酸鈣水泥水化物的脫水和分解還會使水合鍵遭到破壞，原來的片狀、針狀晶體結(jié)構(gòu)不復(fù)存在。同時，由低密度的水化物轉(zhuǎn)化為高密度的無水礦物，摩爾體積減小、空隙增大，而在中溫階段（800~1100℃）燒結(jié)作用尚不明顯。因此，試樣會出現(xiàn)在900℃和1100℃時強度下降。而隨著試樣熱處理溫度的進一步升高，試樣中部分材料發(fā)生燒結(jié)而產(chǎn)生陶瓷結(jié)合，因而導(dǎo)致試樣在1400℃的強度又有一定程度的增大。

4 結(jié)論

（1） 減水劑B的加入能使噴煤管用澆注料實現(xiàn)自流，且最大自流流動值接近140%；而減水劑A的加入雖然可以提高噴煤管用澆注料的流動值，但是效果不佳，其自流流動值最高只有40%。

（2） 促硬劑B能夠明顯提高自流澆注料的脫模強度；而促硬劑A對自流澆注料的脫模強度沒有明顯影響。

（3） 隨著熱處理溫度的提高，D2試樣的體積密度呈現(xiàn)先減小后基本不變再增大的變化規(guī)律；而其常溫抗折強度和耐壓強度呈現(xiàn)先減小后變化不大最后再增大的變化規(guī)律。

參考文獻

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基金項目：本文由國家科技支撐計劃項目（2011BAB03B03）提供資金支持。

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