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耐火浇注料在养护或制成预制件过程中有粉化现象的原因

添加时间:2020年2月26日  浏览次数:

不定形耐火材料的品种连年增加,质量不断提高,应用领域逐步扩大。在先进国家,不定形 耐火材料产量已占耐火材料总产量的50%以上,且有不断增加的趋势。作为不定形耐火材料的主要品种,耐火浇注料及其预制件的应用范围也不断扩大。然而,近些年来,经常发现一些含水泥耐火浇注料在养护或制成预制件贮存过程中有粉化现象,轻者仅在其表面长出“白毛”,俗称起白碱,引起浇注料表层粉化,影响耐火浇注料外观,严重者导致浇注料强度下降,影响了耐火浇注料的使用。近年来,这一现象已引起人们的重 视,并开始对这种粉化现象进行了研究,但其损坏机理还不十分清楚,考虑到耐火浇注料及大型预制件用量的加大,以及这种粉化现象的普遍性,有时还可能具有较大的危害性,对浇注料的自损坏机理进行研究显得愈来愈重要。

耐火浇注料

一:讲述耐火浇注料的碳酸化现象

高铝水泥浇注料的碳酸化,被认为是导致这种浇注料结构强度降低,发生粉化、剥落的主要原因之一。高铝水泥结合浇注料暴露在空气中。其水化产物CaO·AL2O3·10H2O、2CaO·AL2O3·8H2O和3CaO·AL2O3·6H2O,易于空气中的CO2气体发生反应。在低于20℃时、初期水化产物是CaO·AL2O3·10H2O,后转变为2CaO·AL2O3·8H2O在高于20℃时初期水化产物是2CaO·AL2O3·8H2O,后转变为3CaO·AL2O3·6H2O。

在热力学上,这些水化产物在空气中发生碳酸化反应完全是可能的,涉及的反应方式在25℃、标准大气压下,三个反应的自由能均为负值,且CO2的平衡压ΡCO2分别为1.013X10-12.17Pa、1.013X10-9Pa和1.013X10-8 Pa。而在大气中,ΡCO2 =1.013X1013 Pa,这一数值比耐火浇注料中含水铝酸钙开始碳酸化反应所必须的Ca2分压高许多,如对于十水铝酸钙是(1.013X1015)/(1.013X10-12177)=4.68X1013倍。在热力学上,含水铝酸钙抗CO2能力的顺序为:3CaO·AL2O3·6H2O>2CaO·AL2O3·8H2O>CaO·AL2O3·10H2O。高铝水泥水化产物的碳酸化速度依赖于水化产物的稳定度。

在生产现场中发现,高湿度条件下浇注科更易碳酸化,而且与致密耐火浇注料相比,水含量高的轻质浇注科更容易粉化,这说明了在有水参与的条件下,也就是CO2处于H2CO3状态时上述三个侵蚀反应更易于进行。当水化产物和CO 酸性气体相互作用时,相间孔隙内液体的pH值急剧降低,这就使耐火浇注料中所有水化新生物都变得不稳定。经热力学计算,在酸性条件下,水化产物CaO·AL2O3·10H2O、2CaO·AL2O3·8H2O和3CaO·AL2O3·6H2O。的稳定性,随水溶液酸性增加而急剧降低碳酸化过程更易进行。

关键词:耐火浇注料   粉化      
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