耐火澆注料的泌水是指澆注料從澆注成型完畢到開始凝結(jié)的這段時(shí)間內(nèi),懸浮的固體顆粒在重力作用下下沉,拌和水受到排擠而上升,最后從表面析出的現(xiàn)象。
一:耐火澆注料水化的三種現(xiàn)象
耐火澆注料是由耐火骨料,粉料以及結(jié)合劑和外加劑等加水?dāng)嚢栌不,通常各組分以及氣孔的分布都比較均勻且穩(wěn)定。但也有不均勻的情況:一是骨料下沉,漿體上浮(亦即我們通常所說的泛漿);二是漿體下沉,骨料上;三是水分上浮逸出,即泌水。產(chǎn)生不均勻的直接原因是各組分密度不同導(dǎo)致沉降或上浮,前兩種情況直接導(dǎo)致澆注料的宏觀不均勻性,而后者則在宏觀上仍然是均勻的,但是會導(dǎo)致耐火澆注料表面不均勻和內(nèi)部局部不均勻。
根據(jù)水分在耐火澆注料中的存在狀態(tài),可以分為結(jié)合水、潤濕水與自由水。結(jié)合水不能被鄰近部位的水分置換,也無法溢出澆注體;當(dāng)耐火澆注料加水后,水使干燥的材料表面潤濕,這一部分水也不能夠溢出澆注體,但是可以被鄰近部位的水分置換,定義這部分水為潤濕水;而存在于澆注料內(nèi)的其他水則稱為自由水,在耐火澆注料中起填充氣孔和潤滑作用,這部分水和固體材料的聯(lián)系較少,能夠溢出澆注體,形成耐火澆注料的泌水現(xiàn)象。
水分要從澆注體內(nèi)部泌出到表面,需要經(jīng)過較長的距離,猶如經(jīng)過彎曲的微細(xì)水管最后到達(dá)表面。如果材料的顆粒能夠達(dá)到最緊密堆積,空隙微細(xì),則水分泌出需要經(jīng)過的距離很長,會使泌水景減少;如果泌水的通道被阻斷,泌水量也會減少。
二:泌水對耐火澆注料性能的影響
耐火澆注料泌水會導(dǎo)致表面形成浮漿層,當(dāng)浮漿層由于失水變稠失去流動性,強(qiáng)度發(fā)展不夠,不足以抵抗因沉縮或塑性收縮等引起的拉應(yīng)力時(shí),澆注體表面就會產(chǎn)生許多裂縫。而在澆注體內(nèi)部,泌水上升在澆注體內(nèi)生成許多膠凝材料含量較少的泌水通道,同時(shí)由于顆粒的相對位移,粗顆粒下沉逐漸達(dá)到澆注料密實(shí)穩(wěn)定,而在粗顆粒的下方則易形成含水豐富的膠凝材料浮漿,這種浮漿沉淀失水后成為空隙。泌水所攜帶的料漿使?jié)沧Ⅲw內(nèi)部的組分不均勻。泌水通道以及粗顆粒聚集又改變了澆注料內(nèi)部的氣孔孔徑和分布狀態(tài),進(jìn)而對澆注體的性能帶來影響。
三:影響耐火澆注料泌水的因素
耐火澆注料的泌水與很多因素有關(guān),如原材料的選擇,顆粒級配,施工過程,材料的凝結(jié)硬化時(shí)間等。顆粒的運(yùn)動速度和顆粒的粒徑平方成正比,和顆粒與澆注料的密度差成正比,和
澆注料的黏度成反比,因此,顆粒的粒徑越大,澆注體的泌水越嚴(yán)重,顆粒與澆注料的密度差越大,泌水越嚴(yán)重,澆注料的黏度越小,越易泌水。
3.1成型工藝對泌水的影響
在施工過程中,澆注料處于流化狀態(tài),此時(shí)其中的自由水在壓力作用下,很容易溢出,因此,應(yīng)合理控制振動時(shí)間,振動至澆注料表面泛漿和大部分氣體排出即可,切忌振動時(shí)間過長。
3.2凝結(jié)硬化時(shí)間對泌水的影響
耐火澆注料的泌水通常在成型完畢后30 min內(nèi)即可顯現(xiàn),但也有在成型完畢后60 min甚至90 min后才顯現(xiàn)出泌水的現(xiàn)象。分析其原因,與材料所使用的外加劑有關(guān)。澆注料通常選用的外加劑有分散劑,促凝劑和緩凝劑,有緩凝性質(zhì)的分散劑,也有促凝性質(zhì)的分散劑,有單獨(dú)加入的,也有復(fù)合加入的。無論如何加入,首先需要保證帶來分散減水效果。對于前者30 rain即顯現(xiàn)泌水的,除與顆粒級配等有關(guān)外,還與分散劑的選用有關(guān),分散劑的效果較差,漿體保持虛浮狀態(tài)的時(shí)間較短,致使顆粒下沉泌水;而對于后者,最重要的是與促凝劑的選擇有關(guān),凝結(jié)太慢致使顆粒下沉泌水。因此,在保證施的前提下,可以有效的通過控制凝結(jié)時(shí)間來控制澆注料出現(xiàn)的泌水現(xiàn)象。
四:控制耐火澆注料泌水的措施
4.1顆粒的形狀,大小以及顆粒級配方面
使用外形規(guī)則的顆粒,合理選擇最大臨界粒度,在不影響其他性能的前提下,選取合理的顆粒級配,提高材料中細(xì)粉或者微粉的加入量等來降低材料的需水量,同時(shí)微粉還可以提高材料的保水性,從而避免材料出現(xiàn)泌水。
4.2施工方面
嚴(yán)格控制澆注料的振動時(shí)間,避免振動時(shí)間過長。對于條件許可的,可以在確切了解材料凝結(jié)時(shí)間的情況下,在泌水過程鄰近結(jié)束時(shí),使用二次振動的方法來處理泌水。在不影響施工和不改變分散劑的前提下,可適當(dāng)降低澆注料的加水量,使?jié)沧⒘系酿ば韵禂?shù)增大,可改善澆注料的泌水狀況;也可以在保證加水量不變的前提下,選取合適的減水劑來提高澆注料的黏性系數(shù)也可改善澆注料的泌水狀況。
4.3凝結(jié)硬化時(shí)間方面
對于成型完畢后30 rain內(nèi)即顯現(xiàn)泌水的,可首先調(diào)整材料的分散劑,再對其凝結(jié)硬化時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。對于成型完畢后放置一段時(shí)間才顯現(xiàn)泌水的,在保證不影響施工的前提下,通過縮短凝結(jié)硬化時(shí)間來避免泌水,也可通過改變養(yǎng)護(hù)環(huán)境(如提高養(yǎng)護(hù)溫度)等來避免泌水。
五:結(jié)論
泌水現(xiàn)象在耐火澆注料的生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常遇到,其影響因素很多,且相互影響較為復(fù)雜,需要從各個(gè)因素各個(gè)環(huán)節(jié)共同改進(jìn),才能夠徹底解決。