劉冬學(xué)

（遼寧建筑職業(yè)學(xué)院 111000）

高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的研制與應(yīng)用

劉冬學(xué)

（遼寧建筑職業(yè)學(xué)院 111000）

高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料是一種輕度高強(qiáng)度的材料，具有體積密度小、耐磨性能良好、保溫性強(qiáng)、易于施工等特點(diǎn)，在工業(yè)中有很廣泛的運(yùn)用。高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的研制，借助焦寶石、陶粒為骨料, 高鋁水泥作聯(lián)合劑及運(yùn)用復(fù)合早強(qiáng)劑共同研制而成。本文著重介紹了高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的研制過(guò)程，同時(shí)介紹了其主要用途，希望為推動(dòng)施工工業(yè)發(fā)展做出一份貢獻(xiàn)。

高強(qiáng)硼泥陶粒 澆注料 研制 應(yīng)用

引言

為研制出性能優(yōu)異的高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料，在本次高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的研制，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足要求后，再應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng)中。而在試驗(yàn)開始階段，對(duì)原材料進(jìn)行了專業(yè)的處理。處理方法如下[1]：第一，借助水泥窯燃燒室內(nèi)剩余的熱風(fēng)，并抽出少數(shù)高溫?zé)犸L(fēng)，確保原材料干燥；第二，利用早強(qiáng)澆注料對(duì)抽風(fēng)管桶作保溫層處理，確保其工作溫度在800～1000℃之間。在經(jīng)過(guò)針對(duì)性的處理后，研制進(jìn)入試驗(yàn)階段，在試驗(yàn)結(jié)果論證后，投入于施工現(xiàn)場(chǎng)。結(jié)合實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)情況可知，高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料擁有保溫性能突出、耐磨性能良好、體積密度較小、施工效果優(yōu)良的特點(diǎn)，能夠廣泛運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)施工中。

1. 試驗(yàn)過(guò)程

1.1 原材料準(zhǔn)備

本次研制的主要材料為焦寶石、625#高鋁水泥、陶粒，均由山東省淄博市生產(chǎn)[2]。焦寶石的主要化學(xué)成分和物理特性如表1所示：

表1 焦寶石的化學(xué)成分和物理特性

1.2 試驗(yàn)分組與配料

依照施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)高強(qiáng)陶粒澆注料的強(qiáng)度性能要求，設(shè)計(jì)出S1～S8種試驗(yàn)配方，在所有配方中均添加減水劑，并在S5、S6、S7、S8種配方中添加早強(qiáng)劑。隨后，利用振動(dòng)成型依次制作40mmX40mmX60mm劑塊，經(jīng)過(guò)110℃X24h烘干和1000℃X3h燒烤后，檢測(cè)其化學(xué)物理性能。試驗(yàn)配方性能指標(biāo)如表2所示：

表2 高強(qiáng)陶粒澆筑料試驗(yàn)性能指標(biāo)

本次試驗(yàn)配料，水泥和骨料的比例為4:6，而焦寶石熟料是利用5～10mm粗顆粒，陶粒大小分別為7mm～1.2mm和小于1.2mm兩種，并添加分散劑和復(fù)合早強(qiáng)劑。

1.3 生產(chǎn)過(guò)程

將各組配方放入搖盤機(jī)，搖成球狀，在搖制球直徑不超過(guò)40mm時(shí)，堆積焙燒。焙燒過(guò)程一邊加水一邊底吹，同時(shí)調(diào)節(jié)火焰大小，使得球燒至正火，最終形成輕質(zhì)、堅(jiān)硬、多空的球狀渣料。待其冷卻后，篩選裝入袋中。

1.4 檢測(cè)結(jié)果

依照數(shù)據(jù)和施工要求，專門對(duì)各組試樣性能和強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，S8組擁有極佳的隔熱性、耐磨性，早期性能與強(qiáng)度均能滿足施工現(xiàn)場(chǎng)要求。

2. 試驗(yàn)結(jié)果探討

2.1 用水量與澆注料強(qiáng)度關(guān)系

在本次試驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，澆注料的抗壓強(qiáng)度將隨著用水量的降低而增強(qiáng)。本次澆注料用水量較多，然而過(guò)多的水分遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了水泥化學(xué)反應(yīng)所需要的用水量，在其蒸發(fā)后遺留下極多氣孔，盡管隔熱性能有所提升，但整體強(qiáng)度和耐磨性都有所下滑。所以，在確保澆注料流動(dòng)性能下，運(yùn)用高效復(fù)合減水劑，應(yīng)降低用水量，降低氣孔率，從而保證澆注料的整體性能。本次試驗(yàn)，用水量控制在15%～20%之間[3]。

2.2 焦寶石用量與澆注料強(qiáng)度關(guān)系

本次研究過(guò)程還發(fā)現(xiàn)，焦寶石的使用量增加，同樣會(huì)增強(qiáng)澆注料的整體強(qiáng)度和性能。而臨界粒度在10～5mm之間的澆注料，要明顯好于5～3mm的澆注料。主要原因是后者的臨界粒度要小于陶粒的臨界粒度，在受到外界作用下，大顆粒陶粒與焦寶石顆粒之間的細(xì)陶粒將先受到破壞，隨后焦寶石才將對(duì)外界作用進(jìn)行反抗[4]。因此，盡管澆注料的整體強(qiáng)度有所增加，但并不明顯。然而，前者焦寶石的臨界粒度要明顯大于后者，其強(qiáng)度將隨著焦寶石的用量增多而明顯提升。為了確保澆注料的體積密度，焦寶石用量應(yīng)控制在10%～15%之間。

2.3 高效復(fù)合分散劑與早強(qiáng)劑的添加

控制早強(qiáng)澆注料流動(dòng)性，以及混合用水量，能夠提升高顆粒密度和澆注料的整體強(qiáng)度。而添加適當(dāng)比例的高效復(fù)合分散劑，能夠明顯提升澆注料的強(qiáng)度。而輕質(zhì)料含水量較高，能夠滿足水泥化學(xué)反應(yīng)對(duì)水量的需求。另外，由于熱風(fēng)管是廠外施工，同時(shí)其吊裝時(shí)間較短。為了令熱風(fēng)管吊裝在短期內(nèi)達(dá)到要求，可以在澆注料中添加適量的復(fù)合早強(qiáng)劑。

3. 高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用條件

高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的管筒大小為800mm，內(nèi)壁澆筑保溫層厚100mm ，熱風(fēng)工作溫度不得超過(guò)800℃，溫度應(yīng)控制住1000℃以內(nèi)[5]。

3.2 施工工藝

配料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，即刻使用現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制攪拌機(jī)均勻攪拌。加料順序如下[6]：第一，添加粗顆粒骨料；第二，加入2/3 添加劑；第三，加入細(xì)粉料；第四，加入1/3 添加劑；第五，充分混合攪拌。在攪拌2分鐘后出料，圓筒長(zhǎng)度分別為1.8m、2.4m。在澆注料施工完成后，自然保養(yǎng)7天后進(jìn)行烘干，烘干完成后正常使用。

3.2 施工效果

通過(guò)檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)可以看出，這種高強(qiáng)陶粒澆注料不僅流動(dòng)性能好，而且強(qiáng)度、密度、用水量均要明顯好于其它澆注料。同時(shí)，能夠提升施工效率，保證施工質(zhì)量。

4. 結(jié)語(yǔ)

高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的施工性能極佳，現(xiàn)場(chǎng)操作較為簡(jiǎn)單，且具有耐磨性良好、輕質(zhì)、保溫性能良好等優(yōu)點(diǎn)。然而，高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料的強(qiáng)度性能與用水量、焦寶石用量密切相關(guān)；在保證焦寶石用量的前提下，還應(yīng)盡可能的降低其用水量，來(lái)提升澆注料的整體性能。此外，高效復(fù)合分散劑和早強(qiáng)劑的添加，對(duì)提升澆注料的強(qiáng)度有很大的促進(jìn)作用。值得一提的是，在試驗(yàn)初期階段，應(yīng)對(duì)水泥窯進(jìn)行抽風(fēng)處理，保證原材料的干燥程度，同時(shí)應(yīng)控制工作溫度在800～1000℃之間。綜合而言，高強(qiáng)硼泥陶粒澆注料對(duì)提升實(shí)際施工效率，提升施工整體質(zhì)量意義重大。

[1] 薛德讓,肖素芬,岳彩新.利用微粉提高隔熱澆注料性能的研究[J]. 中國(guó)建材科技. 2010，04（05）：12-15.

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[3] 陳慶明. 低水泥自流型澆注料的研究與應(yīng)用[J].國(guó)外耐火材料. 2012,05（06）：66-67.

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[5] 徐吉龍,蔣明學(xué),唐明珠,章榮會(huì). 高性能澆注料防爆性的改善[J]. 工業(yè)爐. 2010，04(06):187-188.

[6] 賀巧玲,李健,田齊嘯,王玉,李宏偉. 高強(qiáng)超耐磨澆注料的研制與使用[J]. 耐火材料. 2013,02(04):89-90.

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劉冬學(xué)（1973-），男，遼寧遼陽(yáng)人，副教授、高級(jí)工程師。