強(qiáng)度
粗粒度的耐火骨料在耐火材料中起到骨架作用,能夠承受較大的外力,有助于提高耐火材料的常溫耐壓強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度。當(dāng)耐火材料受到外力沖擊時,粗骨料可以阻止裂紋的擴(kuò)展。
細(xì)粒度的骨料能增加顆粒之間的接觸面積,使結(jié)合劑與骨料更好地結(jié)合,提高耐火材料的致密性,從而在一定程度上提高強(qiáng)度。但細(xì)骨料過多會使耐火材料內(nèi)部應(yīng)力集中,在高溫下容易產(chǎn)生裂紋,導(dǎo)致強(qiáng)度下降。
當(dāng)澆注料加入高鋁水泥后,物料流動度是相同的,但是用水量是不同的。骨料顆粒級配較好,水用量就會少,體積密度會增大,顯氣孔率就越小。而且常溫和燒后耐壓強(qiáng)度也會較高,當(dāng)細(xì)骨料較多時,其顆粒表面積增加,這時就需要加入較多的水泥和粉料,才能包裹住骨料且骨料間不密實(shí),雖說水泥加入量越高,水用量也增多,但是一定要包裹住才行,也就是配比合理才重要,這樣才能不使耐火澆注料性能降低。
耐火骨料顆粒級配一般是三級級配,兩頭大中間小為優(yōu)良級配。在耐火骨料破碎時,應(yīng)控制大、中、小顆粒間的比例,防止過大的顆粒發(fā)生偏析,以便配制成更加致密的澆注料。
性能要求
耐火度:耐火骨料應(yīng)具有較高的耐火度,能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì),不發(fā)生軟化、熔融或變形。一般來說,耐火度應(yīng)不低于 1580℃。
體積穩(wěn)定性:在高溫下,耐火骨料應(yīng)具有良好的體積穩(wěn)定性,不發(fā)生明顯的膨脹或收縮。否則,會導(dǎo)致耐火材料產(chǎn)生裂縫、剝落等缺陷,影響其使用壽命。
化學(xué)穩(wěn)定性:耐火骨料應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,能夠抵抗?fàn)t渣、金屬液、氣體等的侵蝕。不同的使用環(huán)境對耐火骨料的化學(xué)穩(wěn)定性要求不同,例如,在堿性爐渣環(huán)境中,應(yīng)選用堿性耐火骨料。
熱震穩(wěn)定性:耐火骨料需要具備良好的熱震穩(wěn)定性,能夠承受高溫下的急冷急熱變化而不破裂。這對于在溫度波動較大的爐窯中使用的耐火材料尤為重要。
顆粒級配:耐火骨料的顆粒級配應(yīng)合理,以耐火材料具有良好的成型性能和致密性。合適的顆粒級配可以使耐火骨料在堆積時形成緊密的結(jié)構(gòu),提高耐火材料的強(qiáng)度和抗侵蝕性。
抗熱震性
粗粒度骨料在溫度急劇變化時,由于其熱膨脹系數(shù)相對較大,顆粒之間容易產(chǎn)生微小的裂縫,這些裂縫可以緩解熱應(yīng)力,從而提高耐火材料的抗熱震性。
細(xì)粒度骨料在受熱時,熱應(yīng)力集中在較小的區(qū)域內(nèi),容易導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,降低抗熱震性。但適量的細(xì)骨料可以改善材料的致密性,提高其抵抗熱沖擊的能力。因此,合理搭配粗細(xì)骨料的粒度,才能使耐火材料具有良好的抗熱震性。
澆注料理想的狀態(tài)是:耐火骨料配比是粗骨料所造成的空隙恰好被細(xì)骨料所填滿,兩者間的空隙又被耐火粉料所填充,無不足也無剩余,達(dá)到大的堆積密度,以便獲得佳的性能。
耐火骨料的粒度對耐火材料的性能有著多方面的影響,具體如下:
體積密度
粒度較粗的骨料,顆粒之間的孔隙較大,若只使用粗骨料,會導(dǎo)致耐火材料的體積密度較低。
適當(dāng)加入細(xì)粒度的骨料,可以填充粗骨料之間的孔隙,使耐火材料的體積密度增大。但如果細(xì)骨料過多,可能會導(dǎo)致顆粒堆積過于緊密,氣孔率反而增加,體積密度下降。
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