耐火澆注料性能檢測的實驗方法及計算方式

2020-12-03 找耐火材料網

圖1為耐火澆注料的具體製備流程,本文以水合氧化鋁結合澆注料為例,闡述耐火澆注料性能檢測的方法及計算方式。按照表1所示的澆注料配方,稱取各種原料倒入混料袋中進行預混2-3min,然後將預混好的原料倒入水泥膠砂攪拌機中幹混30s,接著將稱好的水加入至乾料中,繼續溼混4min。將攪拌好的澆注料置於NLD-3水泥膠砂流動度測定儀測定流動值,將剩餘澆注料倒入40×40×160mm的三聯模中振動成型。將成型好的試樣置於預先設定好溫度的恆溫恆溼箱中養護一定時間後,脫模取出試樣,測試其脫模強度。用同樣的步驟製得40×40×160mm及F50×50mm的試樣,放置於烘箱中烘24h,測其顯氣孔率及透氣度。

圖1澆注料試樣的製備流程

1、比表面積測定

將三種水合氧化鋁分別稱量0.2g,通過全自動比表面積測定儀BK112T測定三種水合氧化鋁的比表面積。

2、粒度分布測定

取一定量水合氧化鋁,置於雷射粒度分析儀LS-C(Ⅱ),通過幹法雷射粒度測定三種水合氧化鋁粒度分布。

3、流動值測定

流動值的測試步驟如下:將攪拌好的澆注料分兩層裝入模內,將模內澆注料搗壓均勻,使澆注料恰好充滿截錐圓模。擦去跳桌上多餘物料後,將模具移去,啟動跳桌。

跳動完畢,用遊標卡尺測量澆注料底面的擴展直徑,計算平均值。該平均值即為澆注料流動度FL。

澆注料試塊

4、體積密度和顯氣孔率測試

原理:顯氣孔率及體積密度的測試採用阿基米德原理。

測試步驟:將待測試樣表面的清理乾淨後,稱取乾燥試樣質量(m1);然後將試樣放入浸漬槽中,置於真空裝置,開啟真空泵抽真空至真空度穩定,5min後,加水到浸漬槽中,直至完全淹沒試樣,繼續抽真空5min後關閉該裝置。將浸漬槽取出後靜置30min。將試樣迅速轉移至稱量架的漏網中,使水完全淹沒試樣,直到溢水管不再溢出水時,讀取飽和水懸浮在水中的質量(m2);將試樣從水中取出,用溼度適中的毛巾輕輕拭去試樣表面多餘的水分,稱量飽和試樣在空氣中的質量(m3)。

體積密度按下式計算:

顯氣孔率按下式計算:

5、透氣度

透氣度測試步驟如下:將製得的試樣置於110℃乾燥2h後冷卻至室溫備用;測量試樣的直徑和高度,精確至0.1mm;首先進行空白實驗,檢查系統的氣密性;將試樣放入試樣夾持器的試樣筒內,將試樣筒置於其底座上,用手壓緊,向襯在試樣筒內的乳膠套充氣,以封閉試樣側面,一般用1.0-1.2kgf/cm2;緩慢調節微量調氣閥,控制氣體壓力;對每個試樣,在三個不同壓差下測量氣體流量。記錄流量讀數和壓差讀數,同時記錄實驗室的溫度及大氣壓力。

透氣度按下式計算:

式中:

K—透氣度μm2;

η—試驗溫度下的氣體黏度,Pa*s;

h—試樣高度,mm;

d—試樣直徑,mm;

Q—氣體體積流量,l/min;

ΔP—試樣兩端壓力差,mmH2O;(若ΔP<100mmH2O,可令2P1/(P1+P2)=1)

P1,P2—氣體進入、溢出試樣端的絕對壓力,mmH2O。

6、常溫抗折強度和耐壓強度

採用三點彎曲試驗法進行常溫抗折強度的測量。

具體測試步驟如下:先測量試塊的寬度(b)及高度(h),然後將試樣放置在抗折試驗機,對試樣以恆定的速度施加應力,直至試樣斷裂。紀錄最大荷載數F。

下式即為常溫抗折強度計算公式:

式中:

R—抗折強度,Mpa

F—斷裂時的最大荷載,N

L—下刀口之間的距離,mm

b—試樣中部的寬度,mm

h—試樣中部的高度,mm

根據國家標準(GB/T5072-1985)進行常溫耐壓強度測試。具體測試步驟如下:測量試樣的受壓面積A,將壓板置於壓力試驗機上,然後將試樣放在兩片壓板中心,接著以恆定的速度對澆注料試塊施加壓力,直至試樣破碎。紀錄最大荷載P。

常溫耐壓強度按下式計算:

式中:

S—耐壓強度,Mpa

P—破碎時最大壓力,N

A—受壓面積,mm2

7、物相分析

採用X射線衍射(XRD)的方法研究不同水合氧化鋁原料以及水化產物物相組成差異。對比不同水合氧化鋁原料的物相組成的差異以及不同溫度、水化不同時間對三種不同水合氧化鋁水化產物的物相組成的影響。

8、顯微結構分析

採用掃描電子顯微鏡(SEM)的方法分析不同水合氧化鋁原料以及水化產物的顯微結構差異。對比不同水合氧化鋁原料的顯微結構的差異以及不同的溫度、水化不同時間對三種不同水合氧化鋁水化產物顯微結構的影響。

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