自流型鐵溝澆注料流變特性的研究

影響自流型鐵溝澆注料流變特性的主要因素有顆粒級配和粒形、微粉品種和加入量、減水劑品種及加入量。

試驗用原料化學成分

1.顆粒級配、粒形對自流鐵溝澆注料流變特性的影響

(1)顆粒級配的影響。文獻[1]研究了顆粒級配對澆注料流動性的影響，結果表明， 當≥1 mm顆粒含量為35%〜50%，1〜0.045 mm含量為15%〜30%，<0.045 mm 含量為35%〜40%時，澆注料具有良好的自流性。作者認為澆注料中顆粒與基質的比例，顆粒部分粗、中、細顆粒之間的比例，基質部分細粉與超細粉的比例都與自流澆注料的自流性有關。

① 顆粒與基質的比例對流動性的影響。進行了如下試驗：自流值的測定采用上口φ70 mm，下口φ100 mm，高60 mm的截圓錐，將混好的澆注料注入空心截錐體待其填實，然后豎直向上拔起，料在水平的玻璃板上 自由鋪開，1 min后測量四個方向的鋪展直徑，取平均值(mm)為其自流值。從結果者，顆粒與基質之比為6: 4時自流性推薦。

關于自流值合適的大小，有不同的觀點。有的認為要達到250 mm，有的認為在180〜230 mm之間。根據作者的經驗用于鐵溝的自流澆注料自流值在200〜220 mm之間較合適，這樣既可避免自流值太大施工時發(fā) 生顆粒偏析，又可避免自流值太小料流動性差影響施工速度和施工質量。

②顆粒部分粗、中、細顆粒三者的比例對流動性的影響。自流澆注料中一定量的基質可以保證顆粒在連續(xù)的基質中流動。此外顆粒中粗、中、細三者也應有一定的比例。這樣骨料間彼此不形成骨架，可以減小顆粒間的摩擦力。增加料的流動性。所研究的澆注料用于高爐鐵溝，試驗結果為粗、中、細顆粒之比為20: 45 : 35時料的自流性推薦。

③ 基質部分細粉與超細粉的比例對流動性的影響。根據緊密堆積理論，鐵溝澆注料中超細粉很容易填入一般細粉無法進入的空隙，釋放其中的游離水，使?jié)沧Ⅲw密度提高，同時也起到了減水、促流的作用。但由于超細粉表面活性較大，其加入量過大會在澆注料中形成絮凝結構，使流動性下降，因此細粉與超細粉應有一理想比例。根據試驗我們認為超細粉與細粉之比為0. 35〜0. 5時澆注料流動性推薦。

(2)顆粒形狀對流動性的影響。鐵溝澆注料的自流性除與顆粒級配有關外，還與顆粒形狀有關，一般認為圓形顆粒間的摩擦力比較小，它比多邊或片狀顆粒更容易流動。破碎后的顆粒一般邊緣不規(guī)則，多棱角，不利于自流;顆粒經過特殊處理，粒形較圓，采用同樣的顆粒級配其流動性比采用未經處理顆粒的澆注料流動性要高，這一點可以作為自流澆注料生產的一個指導原則。

2.微粉對自流澆注料流變特性的影響

耐火澆注料中常使用硅微粉和α-Al2O3微粉。加入硅微粉可以降低加水量、提高流動性和澆注體的致密性。硅微粉的粒度和加入量對流動性影響較大。隨著硅微粉加入量增大，自流值也增大。當硅微粉加入量超過5% 時，自流值反而下降。根據試驗，作者認為，流動性還與硅微粉的來源和粒形有關系。鐵合金的副產品硅灰由于是氣相沉積，粒形較圓，它的促流效果比較好;而磨機生產的硅微粉粒形比較差，促流效果也要差一些。α-Al2O3微粉也常用于耐火澆注料，由于平均粒徑比硅微粉大，促流效果比硅微粉要差一些.但對于高溫性能有利，而硅微粉對高溫性能不利，因此這兩種微粉應搭配使用，以取得良好的施工性能和使用性能。

3.減水劑對自流澆注料流變特性的影響

提高鐵溝澆注料的自流性還應選用適當的減水劑。適當的減水劑在減少加水量的同時，還可提高澆注料的自流性，從而獲得好的使用性能。試驗選用兩種常用的減水劑，有機減水劑FDN和無機減水劑SHP，固定加水量為5.5%。

從試驗結果看，無機減水劑SHP的促流效果明顯好于有機減水劑FDN。根據試驗我們還發(fā)現(xiàn)，減水劑與微粉的品種、來源的相應關系也對流動性產生影響，即同一種減水劑對某一種微粉減水效果好，對另一種微粉減水效果就不行;即使是對同一種微粉，微粉制備方法不同減水效果也不一樣。文獻[2]認為，加入無機減水劑是靠改變膠體粒子ξ電位，增大粒子表面靜電斥力來分散粒子;加入有機減水劑是靠空間穩(wěn)定作用來分散粒子。自流澆注料由于無外力作用來破壞觸變結構，所以有機減水劑對自流性沒有什么貢獻。

影響澆注料流動性能的因素除顆粒級配和粒形、微粉品種和加入量、減水劑品種及加入量外，水泥的細度、活性和凝結時間、攪袢機的類型和攪拌時間都對自流性能有影響。這就要求在自流澆注料的研究和生產中要根據生產和施工的具體情況采取不同的措沲，通過試驗以獲得理想的施工性能和使用性能。