调节耐火浇注料气孔结构参数主要从原料选择、添加剂使用、制备工艺控制等方面着手,以下是具体方法:
原料选择
- 骨料粒度分布:采用合理的骨料粒度级配,可优化气孔结构。如采用多级配骨料,使大颗粒骨料之间的空隙被中小颗粒骨料填充,能降低气孔率,获得更均匀的气孔分布。同时,骨料的形状也有影响,球形或近似球形的骨料可减少气孔的不规则性。
- 粉料种类与细度:选择比表面积大、活性高的粉料,如微粉级别的氧化铝、硅灰等,能提高浇注料的致密性,降低气孔率。因为细粉料可填充在骨料颗粒之间的微小孔隙中,使气孔尺寸变小且分布更均匀。
添加剂的使用
- 减水剂:能有效降低浇注料的用水量。在保证施工性能的前提下,减少水分带入,可避免因水分蒸发形成过多气孔,有助于降低气孔率,提高致密度。
- 造孔剂:根据需要加入适量造孔剂,如可燃烧的锯末、淀粉、聚苯乙烯微球等。在高温下,造孔剂燃烧或分解形成气孔,通过控制造孔剂的种类、粒度和加入量,可调节气孔的大小、形状和数量。例如,使用粒径较小的造孔剂可形成细小均匀的气孔。
- 分散剂:有助于改善浇注料中颗粒的分散性,使颗粒均匀分布,减少团聚现象,从而优化气孔结构。分散剂能降低颗粒间的摩擦力,使颗粒在搅拌和成型过程中更易排列紧密,降低气孔率。
制备工艺控制
- 搅拌工艺:合适的搅拌方式和时间对气孔结构有重要影响。采用强制式搅拌机,能使物料混合更均匀,减少团聚体的形成,有利于获得均匀的气孔分布。搅拌时间过长可能会引入过多空气,形成大气孔;搅拌时间过短则物料混合不匀,气孔分布也会不均匀。因此需根据具体配方和原料特性确定搅拌时间。
- 成型工艺:振动成型时,合理控制振动频率和时间,可使浇注料中的颗粒在振动力作用下紧密排列,排除多余空气,降低气孔率。但过度振动可能导致骨料与粉料分离,影响气孔结构的均匀性。对于一些形状复杂或对气孔结构要求较高的制品,也可采用压力成型等方法,提高材料的致密性。
- 热处理工艺:在浇注料的养护和烘烤过程中,升温速率和保温时间对气孔结构有显著影响。缓慢升温有助于水分均匀排出,避免因水分急剧蒸发形成过大的气孔或导致气孔分布不均。高温保温阶段可使材料中的一些物理化学反应充分进行,促进晶体生长和结合相形成,进一步优化气孔结构。例如,在一定温度范围内适当延长保温时间,可使气孔更加稳定和均匀。