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泵送耐火浇注料的研制及应用
  • 作者:江宣    来源:江苏江能新材料科技有限公司    时间:2022/11/17    点击:1482

1、现状

  浇注料具有生产过程简单,使用设备少,应用性强的特点。但在施工过程中,很多窑炉作业空间受限、在高空处作业位置受限,甚至有些区域完全无作业空间,材料吊装困难,完全依靠人工作业,导致作业难度大、作业速度慢。在这种情况下,对于施工量大,作业空间不足的浇注部位,施工尤其不利。


  因此借鉴混凝土浇注的方式采用泵送浇注,既有利于提高施工进度,又可以避免受限空间作业的种种不利因素。与混凝土相对比,耐火浇注料是采用高铝水泥为结合剂,铝酸盐水泥对比混凝土采用的硅酸盐水泥,由于对其高温性能的要求,铝酸盐水泥的CaO含量低;同时由于耐高温的需求水泥的加入量受到一定的限制,导致的浇注料的流动性有余但粘度不足;另外由于铝酸盐水泥属于快硬性水泥,具有固化速度快的特点。在泵送的过程中,一方面,由于浇注料的粘度较低,泵送过程中出现粉料与颗粒离析,导致颗粒沉淀离析堵管的现象;另外一方面浇注料与泵送管道摩擦,容易发热并迅速固化,容易造成泵送管道堵塞。因此如何解决这两个问题成为了浇注料能否泵送施工的关键。


2、泵送浇注料的研发

2.1普通的浇注料

  普通的浇注料一般由0~15mm的高铝骨料60%~70%,细粉10%~25%,硅微粉3%~7%,氧化铝粉3%~7%,高铝水泥结合剂5%~15%,配以三聚磷酸钠和六偏磷酸钠作为减水剂,加水搅拌后进行浇注作业。为消除泵送过程中不不利因素,本试验在普通浇注料的基础上作了一些改进。一方面是调整了颗粒级配,同时添加了增稠剂,使浇注料的粘度增加,保证泵送过程中颗粒和粉料不分离;另外一面添加了缓凝剂,延长浇注料的凝固时间,保证泵送过程中不发热凝固。试验过程中同时对每一种原料都制定了严格的质量要求。理化指标见表1。


 


  添加剂主要采用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠做减水剂,添加羟甲基纤维素做增稠剂,添加防爆纤维防止烘烤过程中炸裂。

  

  根据以上原材料设计了4组配料方案,分别进行搅拌后泵送施工对比。见表2。


 


  根据以上配料方案进行制样,然后进行物理和化学指标测试。同时参考泵送混凝土的可泵性指标,主要采用单点试验法,以坍落度试验进行评价,因此对本浇注料的坍落度也进了测试,其结果见表3。


 


  从以上测试结果来看,化学指标及物理指标都能达到浇注料的使用标准,通过添加缓凝剂后,在25℃的常温下,初凝时间都能大于60min,理论上能满足施工要求。但是在同等的加水量的条件下,方案4的坍落度最大,自密实性最好。


2.2泵送浇注料的使用

  根据以上4个配料方案各生产1吨浇注料,到现场进行搅拌后泵送试验,试验采用的泵送设备是耐火材料浇注泵,其主要技术参数如表4。


 


  根据现场使用情况,试验泵送距离35m,垂直高度13米,出泵后前端采用硬管连接的方式,尾端管道采用软管连接,有利于施工过程中拖拽,变更施工位置。配料方案1-4加水量均采用6%~6.5%的加水量进行搅拌。均一次性泵送成功,但是相比较下方案4的搅拌后粘稠度及泵送的流动性及脱模后管观察浇注料的自密性均比其他方案良好。


3、结语

  (1)通过添加羟甲基纤维素对浇注料的粘稠度进行改良有利于提高浇注泵送性能。

  (2)通过添加缓凝剂延长浇注料的初凝时间,有利于减少泵送过程中浇注料发热堵管子现象。

  (3)通过调整浇注的颗粒级配,可增加浇注料的粘稠度和流动性,有利于提高浇注泵送性能。


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