耐火浇注料的抗爆裂性能的评价标准及测试方法
在化工工业中,各类窑炉的内衬常选用耐火浇注料,其抗爆裂性能的优劣至关重要。耐火浇注料借助微粉和分散剂技术,虽大幅提升了致密度,但透气性也随之降低,这在一定程度上削弱了其抗爆裂性。目前,国内外在耐火浇注料抗爆裂性评价方面存在多种标准,这些标准在试样尺寸、平行试样数量等细节上各有差异。
在进行抗爆裂性能测试时,会在圆柱形试样内部嵌入 K 型热电偶,以便准确测量试样内部温度。先将试样置于恒温恒湿养护箱内,在 23℃条件下带模密封养护 24 小时。脱模之后,依据 YB/T4117—2003 和 ISO16334:2013(E)标准,分别测定试样的抗爆裂温度以及内部转变点温度,其中抗爆裂温度的测试间隔设定为 100℃。经过 110℃烘烤后的浇注料,其常温抗折强度与常温耐压强度的变化趋势大致相同,从强度高到低排序为:CC>ABD>ULC>AULC>SSG。由此可以推断,在超低水泥浇注料中添加金属铝粉,对其强度的影响相对较小。
浇注料的抗拉强度能在一定程度上体现其抗爆裂性能。通常情况下,抗拉强度与抗折强度存在一定的对应关系,抗折强度越高,抗拉强度也越大。然而,本实验并未测量材料的抗拉强度,因此转而通过浇注料的常温抗折强度和耐压强度来探究强度对抗爆裂性的影响。
在爆裂后,各浇注料的碎裂程度依次为:AULC。
对于存在转变点温度的浇注料,如果试样发生爆裂,通常是在其内部温度尚未达到转变点温度时。而当试样内部温度达到转变点温度后,若还未爆裂,一般情况下就不会再出现爆裂现象(除非出现裂纹)。因此,测定浇注料的转变点温度具有一定的参考价值。
通过对浇注料快速烘烤过程中内部蒸汽压力的研究可知,浇注料的内部转变点温度与试样内部蒸汽压力达到一定值时对应的温度较为接近,所以该温度点可视为试样爆裂的危险点。但需要注意的是,仅用转变点温度的高低来衡量抗爆裂性的好坏,并不适用于所有结合体系的浇注料。浇注料的抗爆裂性受多种因素影响,而转变点温度的高低仅与试样的脱水能力相关,无法反映强度等因素对试样抗爆裂性的影响。此外,水合氧化铝结合刚玉质浇注料是没有转变点温度的。因此,直接依据浇注料的抗爆裂温度来评估其抗爆裂性是比较科学合理的。
综上所述,对于不同结合体系的浇注料,其转变点温度的高低并可以作为判定抗爆裂性好坏的标准之一。例如,硅溶胶结合的浇注料虽有转变点温度,但抗爆裂温度却很低;而水泥结合浇注料虽有转变点温度,但抗爆裂性并不差,这可能是受到了试样强度等其他因素的影响。某些结合体系的浇注料,如水合氧化铝结合浇注料,是不存在转变点温度的。
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