耐火澆注料是經(jīng)加水?dāng)嚢韬缶哂杏幸欢ㄓ捕群蛷?qiáng)度的不定型產(chǎn)品,施工使用時候需要支模具澆注,用振動棒振動施工。施工完畢拆模后的耐火澆注料如果沒有及時進(jìn)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)象比較容易在冬天發(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。
一:表面出現(xiàn)長白毛、掛白霜、起皮疏松脫落現(xiàn)象的原因
耐火澆注料在冬季施工后易出現(xiàn)的白霜粉化現(xiàn)象的原因,個人分析認(rèn)為主要體現(xiàn)在下面幾個方面:
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、Fe2O3 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(kuò)散和反應(yīng):
Na2O+H2O → 2Na+ + 2OH-
2Na++2OH-+CO2+H2O → Na2CO3.xH2O
碳酸鹽繼續(xù)和鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng):
Na2CO3+CaH10 → CaCO3+Na2O.AL2O3+10H2O
上面反應(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:
CO2+Na2O.AL2O3 → Na2CO3 + AL2O3
②環(huán)境濕度,不同環(huán)境濕度對基于礬土水泥結(jié)合的耐火澆注料粉化現(xiàn)象的影響。很明顯,環(huán)境濕度越大,堿化現(xiàn)象越明顯。
二:出現(xiàn)白霜粉化現(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(jī)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(jī)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(jī)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(diǎn)一般可在 150℃左右,設(shè)備運(yùn)行時,完全可以燃燒清除。
(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(qiáng)質(zhì)量管理,嚴(yán)格控制加水量,防止加水過多。
三:結(jié)語
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。