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烘烤制度對超低水泥澆注料氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 | 技術(shù)前沿
01. 前言概述
耐火澆注料透氣性與氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)有密切關(guān)系。探究耐火澆注料透氣性與其氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，有利于改善澆注料在烘烤過程中的透氣性，提高抗爆裂性，同時借助于研究方法指導(dǎo)研究人員進行新材料的設(shè)計。
本文以超低水泥澆注料為例，探索烘烤制度對超低水泥澆注料氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。
02. 烘烤制度對氣孔率的影響
圖1為烘烤時間對超低水泥澆注料氣孔率的影響。從圖中可看出，烘烤溫度一定時，預(yù)烘后超低水泥耐火澆注料氣孔率隨著烘烤時間變化呈保持不變的趨勢。
圖1烘烤時間對氣孔率的影響
圖2為烘烤溫度對氣孔率的影響。從圖中可看出，烘烤時間一定時，超低水泥澆注料的氣孔率隨著烘烤溫度的升高呈增加的趨勢。
圖2烘烤溫度對氣孔率的影響
有研究采用熱重-差熱分析法對超低水泥澆注料基質(zhì)漿體的脫水行為和相組成變化進行分析，對干燥脫水過程(如圖3)進行了更為詳細深入的分析：
第一階段即從室溫到100℃主要干燥機理是在絕熱條件下自由水的蒸發(fā)，蒸發(fā)隨溫度升高而增強，液/汽界面退至坯體內(nèi)部的多孔網(wǎng)絡(luò)的平衡作用出現(xiàn)在50～60℃之間的第一個峰值位置，隨著澆注料不斷地被加熱，在液/汽界面間的自由水逐漸達到沸點。
第二階段的干燥隨著自由水的沸騰而開始，水蒸汽的排除率增加和干燥面向坯體中心收縮之間的平衡出現(xiàn)在100～170℃之間的峰值位置。
第三階段的干燥在200～400℃之間，與樣品中形成的水化產(chǎn)物相關(guān)聯(lián)?？梢姵退嗄突饾沧⒘想S著烘烤溫度的升高會持續(xù)失水，故超低水泥耐火澆注料的氣孔率隨著烘烤溫度的升高而增加，不同水分排出所需要溫度不同，故超低水泥耐火澆注料的氣孔率隨烘烤時間變化呈保持不變的趨勢。
圖3高鋁質(zhì)超低水泥澆注料的干燥階段
03. 烘烤制度對平均孔徑的影響
圖4為烘烤時間對平均孔徑的影響，從圖中可看出，烘烤溫度一定時，預(yù)烘后超低水泥耐火澆注料的平均孔徑隨烘烤時間變化呈保持不變的趨勢。
圖4烘烤時間對平均孔徑的影響
圖5為烘烤溫度對平均孔徑的影響，從圖中可看出，烘烤時間一定時，超低水泥澆注料的平均孔徑隨烘烤溫度的升高呈減小的趨勢。
圖5烘烤溫度對平均孔徑的影響
超低水泥澆注料基質(zhì)漿體中不同水分排出所需要的溫度不同，自由水和大量吸附水脫水溫度﹤CAH10脫水溫度﹤C3AH6脫水溫度﹤AH脫水溫度,可見，烘烤溫度越高，單位摩爾脫出水量越小，故隨著烘烤溫度的升高，預(yù)烘后超低水泥的平均孔徑呈減小的趨勢，又因不同水分排出所需溫度不同，故平均孔徑隨烘烤時間變化呈保持不變的趨勢。
04. 烘烤制度對孔隙曲折度的影響
圖6為烘烤時間對孔隙曲折度的影響，從圖中可看出，烘烤溫度一定時，預(yù)烘后的超低水泥耐火澆注料孔隙曲折度隨烘烤時間變化呈保持不變的趨勢。原因是氣孔率和平均孔徑隨著烘烤時間變化呈保持不變的的趨勢，平均孔徑保持不變，孔隙表面積與孔體積之比就保持不變，故隨著烘烤時間的增加，孔隙曲折度呈保持不變的趨勢。
圖6烘烤時間對孔隙曲折度的影響
圖7為烘烤溫度對孔隙曲折度的影響，從圖中可看出，烘烤時間一定時，超低水泥耐火澆注料孔隙曲折度隨著烘烤溫度的升高呈增加的趨勢，說明隨著烘烤溫度的升高，超低水泥耐火澆注料內(nèi)部的氣孔結(jié)構(gòu)變得越細越長。原因是平均孔徑隨著烘烤溫度的升高呈減小的趨勢，平均孔徑減小，孔隙表面積與孔體積之比就減小，且氣孔率隨著烘烤溫度的升高呈增加的趨勢，故隨著烘烤溫度的升高，孔隙曲折度呈現(xiàn)升高的趨勢。
圖7烘烤溫度對孔隙曲折度的影響
05. 結(jié)論
對于超低水泥耐火澆注料，烘烤溫度一定時，預(yù)烘后超低水泥澆注料的氣孔率、平均孔徑和孔隙曲折度隨著烘烤時間變化呈保持不變的趨勢;烘烤時間一定時，超低水泥澆注料的氣孔率和孔隙曲折度隨烘烤溫度的升高呈增加的趨勢，而平均孔徑隨著烘烤溫度的升高呈減小的趨勢。
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