微粉组成及结合体系的优化

　　为了提高浇注料的施工性能和高温性能， 对浇注料的基质微粉组成及结合体系进行了优化。 在优化浇注料中α-Al2O3 微粉、SiO2微粉组合的基础上，研究了水合结合、 凝聚结合及复合结合体系对浇注料性能的影响。

　　1、基质微粉组成的优化

　　在微粉组成优化实验中，调整α-Al2O3 微粉、SiO2微粉的加入量，研究其对浇注料性能的影响，具体配比如表 1 所示。

　　图1为硅微粉加入量对浇注料常温耐压强度的影响。可以看出，随 SiO2 微粉加入量的增加，浇注料烘后和烧后的常温耐压强度都呈上升趋势，当加入量超过 8%时，烧后强度反而下降。 这是因为 SiO2 微粉可提高浇注料的流动性、降低其加水量，使其致密化。 同时 SiO2 微粉活性较大，促进高温烧结，使烧后强度明显提高。当SiO2 微粉加入量过多时，出现了胶团间的絮凝结构，使浇注料的流动性降低，加水量增大，气孔率增加，造成强度下降。 SiO2 微粉合适的加入量为 6%左右。

　　图2为α-Al2O3 微粉加入量对浇注料常温耐压强度的影响。从图中看出，随着α-Al2O3 微粉加入量的增加，可以改善浇注料的流动性使其致密化，同时α-Al2O3 微粉可促进烧结， 使浇注料的强度明显提高。但若加入量过多，造成浇注料黏度上升，流动性下降，影响致密化，使浇注料的强度降低。α-Al2O3 微粉合适的加入量为6%左右。

　　2、结合体系对浇注料性能的影响

　　分别用铝酸钙水泥、水合氧化铝及两者复合的结合剂，研究不同结合体系对浇注料性能的影响。具体实验配方见表 2。

　　不同结合体系对浇注料常温耐压强度的影响见图3。可以看出，110 ℃烘后水泥结合和复合结合试样的常温耐压强度较高，ρ-Al2O3 结合试样的常温耐压强度较低，但1 350℃烧后三种结合方式试样的强度差别不大。

　　检测 1 350 ℃烧后试样 1 250℃的抗折强度，其结果如图 4 所示。不同结合方式对浇注料的高温抗折强度影响比较大，水泥结合浇注料的高温抗折强度最低，仅为 3.16 MPa;水合氧化铝结合浇注料的高温抗折强度最高，达到 5.66 MPa;浇注料的高温抗折强度随水泥加入量的减少而呈增加趋势。

　　试样的荷重软化开始温度见图 5。水泥结合浇注料试样的荷重软化开始温度为 1 326 ℃， 无水泥浇注料试样的荷重软化开始温度为 1 521℃。

　　加入水泥的试样高温时生成了钙长石等 CaO-Al2O3-SiO2系低熔物，影响了浇注料的高温性能。 而以ρ-Al2O3 结合的浇注料引入的杂质较少，高温时低熔物的数量相对较少，有利于改善材料的高温性能。

　　因此，水泥结合试验的高温强度、荷重软化温度低于无水泥结合体系的试样。 由于 ρ-Al2O 结合试样的烘后强度较低，综合考虑浇注料的常温和高温性能，本工作采用水泥与 ρ-Al2O 的复合结合体系。

来源：鑫地耐材