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刚玉质自流浇注料的研发与应用

添加时间:2018年6月7日  浏览次数:

  通过分析颗粒级配对刚玉自流浇注料的印象,试验中使用不同的原料。以使电熔白刚玉配制的自流浇注料需水量最低,加入4.7%即可达到施工所需要的流动性。水泥的加入量影响到烧后线变化的大小,外加剂影响到刚玉自流浇注料的流动性,泛水性及偏析等施工性能。

  自流浇注料是在低水泥系列浇注料的基础上适当增加用水量而开发的。是一种具有高触发性,靠自身重力便可流动和脱气的材料。其特点是无需振动设备和工具,可减少噪音,改善环境和降低劳动强度。自流料中增加了基质材料的用量,能减少骨料颗粒间的接触,保持较高的致密度。

  1 原料

  试验所用的原料主要有板状刚玉、电熔白刚玉、棕刚玉、活性α氧化铝,纯铝酸钙水泥SE-CAR71,外加剂等。主要原料的化学成分见表1。

  表1 原料化学成分

  

  2 试验过程

  2.1 自流浇注料流动值的测定

  2.1.1自流浇注料流动性测量模具

  自流浇注料在自身重力作用下具有良好的流动性能。要了解材料的这种性能必须首先考察其流动性。

  本试验所用流动性测试模具是一种截头圆锥形模具,如图1所示。

  

  图1 圆锥形模具

  2.1.2 自流浇注料流动性测试方法

  测量前应首先将模具及平板清理干净,与自流料接触面不应有污物,平板表面应光滑,并且应放置水平。测量时先将空圆锥模具置于水平平板上,然后把混合好的自流浇注料倒入模具中,待物料充满后,将超出模具上口的物料刮去,垂直提起锥模,让物料在平板上自由流动。1min后,测量平板上物料的3处直径。

  2.1.3 自流浇注料流动值计算方法

  自流值=(物料1min流动后直径平均值—100)/100×100%。

  物料1min流动后直径平均值单位为mm。自流值反应自流浇注料的自流性能,用自流值可以衡量自流浇注料是否具有适当的施工性能和稳定的物理性能。自流值过小,物料的流动性较差,因而施工时达不到致密填充。自流值过大,物料在施工时会出现严重的颗粒偏析。一般自流值的合适范围是90%~120%。当采用不同的测试标准时,自流值的合适范围也会有所变化。

  2.2 颗粒级配对自流浇注料流动性的影响

  自流浇注料是根据流变学原理开发而成的。是一种屈服值较低,并具有一定塑性粘度的粘塑性材料。因此它要求具有合适的粒度组成,骨料与基质的比例要适当。如图2所示。

  

  图2 粒径对流动性的影响

  当颗粒组成处于1区时,会出现粗细颗粒偏析现象,见图3(a)。当处于2区时,会出现粗颗粒溃散现象见图3(b)。当处于3区和4区时会出现强塑性状态见图3(c)、(d)。只有处于5区时才具有自流性能。

  

  图3 颗粒级配对自流浇注料流动性的影响

  

  图4为粒度组成与流动值的关系。

  本试验的颗粒级配经多次组合试验确定其颗粒与细粉的比例为(60~70):(40~30)。

  2.3 原料种类对流动性及加水量的影响

  当采用不同的颗粒骨料,固定基质细粉的配比,所配制的刚玉质自流浇注料其流动性及加水量见表2。

  表2 原料种类对流动性及加水量的影响%

  

  从表2结果看出,对刚玉自流浇注料来说,当达到合适的流动值时,以电熔白刚玉为骨料所需的加水量最少。

  2.4 水泥加入量对自流浇注料性能的影响

  2.4.1 水泥加入量对自流浇注料流动性及常温指标的影响

  水泥加入量对自流浇注料影响最大的是强度值。随着水泥加入量的增加,烘干强度亦随着提高。对流动性来说,在一定范围内不像超细粉及外加剂那样敏感。但相对来说,随着水泥加入量的增加,其流动值有下降的趋势,如表3所示。

  表3 水泥加入量对指标的影响

  

  具体加入量对自流浇注料烧后指标的影响

  图5所示为水泥加入量对1550℃烧后线变化的影响,随着水泥加入量的增加,烧后线变化逐步提高。使用的原料档次越高,烧后线变化的增量越大。这是因为水泥加入量提高时,相应的氧化钙含量越高,烧后Al2O3与CaO反应生成的六铝酸钙量越多,这种反应是膨胀性的,当水泥加入量达到8%时,线变化已接近2%。

  

  图5 水泥加入量对线变化率的影响

  表4 所示为水泥加入量对1550℃烧后气孔率及体积密度的影响

  表4 水泥加入量对体密和气孔率的影响

  

  随着水泥加入量的提高,烧后线变化的增大,体积密度逐渐降低气孔率逐渐增大。当水泥加入量达到8%时,体积密度降到3g/cm3以下。

  2.5 外加剂对刚玉质自流浇注料的影响

  外加剂对刚玉质自流料的影响较大,外加剂不仅影响到流动性,而且对施工后表面的泛水性及颗粒偏析有较大的影响,故应根据具体情况选择合适的外加剂。

  3 结语

  (1)颗粒级配是影响刚玉质自流浇注料流动性的主要因素,其颗粒与细粉的加入比例约为(60~70);(40~30)。

  (2)当采用不同档次的颗粒骨料时,要达到相同的流动值,以采用电熔白刚玉时加水量最少,加水量4.7%即可达到施工要求。

  (3)水泥加入量对刚玉自流浇注料烧后线变化的影响较大,当加入量为8%时,线变化接近2%,体积密度大幅度低,气孔率增大。

  (4)外加剂影响到刚玉自流浇注料的流动性,泛水性及偏析等施工性能。

关键词:刚玉浇注料      
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