焙燒溫度對(duì)耐磨鋼纖維澆注料能的影響課程設(shè)計(jì)

aaaa焙燒溫度對(duì)耐磨鋼纖維澆注料

性能的影響摘要本實(shí)驗(yàn)采用特級(jí)磯土熟料為主要原料，以高鋁水泥為結(jié)合劑，鋼纖維為外加劑，研究了不同焙燒溫度對(duì)耐磨鋼纖維澆注料的耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、燒后線變化率及施工性能的影響。結(jié)論是耐壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度，燒后線變化率，密度隨著焙燒溫度的增高而降低。關(guān)鍵詞：耐磨鋼纖維澆注料，焙燒溫度，物理性能AbstractThisexperimentadoptsthespecialgradebauxiteclinkerasmainrawmaterials,withhighaluminacementasbinderandsteelfibreasadmixture,studieddifferentcalcinationtemperatureonthewearofsteelfiberreinforcedcastableaftercompressivestrength,flexuralstrength,burningrateandtheinfluenceoftheconstruction.Conclusioniscompressivestrength,flexuralstrength,afterfiringlinerate,densityanddecreasedasthecalcinaticntemperatureincreasedKeywords；Wearresistantsteelfiberreinforcedcastable、Calcinationtemperature、physicalproperties目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.緒論 3\o"CurrentDocument"1.1不定型耐火材料概述 31.1.2不定型耐火材料組成 41.1.3不定性耐火材料制備技術(shù) 5\o"CurrentDocument"1.2鋼纖維澆注料 61.2.1澆注料的簡(jiǎn)述 61.2.2鋼纖維澆注料簡(jiǎn)述 71.2.3鋼纖維的增強(qiáng)的原理 71.2.4鋼纖維耐磨澆注料的性能 81.2.5影響耐磨鋼纖維澆注料性能的主要因素 8\o"CurrentDocument"1.3實(shí)驗(yàn)原料 91.3.1特級(jí)磯土 91.3.2高鋁水泥 10\o"CurrentDocument"1.4實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙饬x 11\o"CurrentDocument"2實(shí)驗(yàn)過(guò)程 12\o"CurrentDocument"2.1實(shí)驗(yàn)原料 12\o"CurrentDocument"2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)配 12\o"CurrentDocument"2.3實(shí)驗(yàn)方案 132.3.1耐火澆注料混料過(guò)程 132.3.2耐火澆注料的烘干 142.3.3耐火澆注料的焙燒 142.3.4耐火澆注料性能測(cè)試 15\o"CurrentDocument"2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 192.4.1體積密度數(shù)據(jù)分析 192.4.2線變化率分析 202.4.3抗壓強(qiáng)度分析 212.4.4抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)分析 22\o"CurrentDocument"3.結(jié)論 23\o"CurrentDocument"致謝 24\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 251.緒論1.1不定型耐火材料概述不定型耐火材料是由骨料和粉料、結(jié)合劑或另?yè)酵饧觿┮灰欢ū壤M合成的混合料，能直接實(shí)用或加適當(dāng)?shù)囊后w調(diào)配后使用。即該料是一種不經(jīng)過(guò)煅燒的新型耐火材料，其耐火度不低于158。。1.1.1不定型耐火材料分類（不用縮進(jìn)）不定型耐火材料品種繁多，由生產(chǎn)方法和使用方法可分為混凝土、澆注料、可塑料、搗打料、噴補(bǔ)料、投射料、涂抹料、干式搗打料、火泥料，各種補(bǔ)爐料（瀝清結(jié)合大面補(bǔ)爐料、馬丁砂等）也屬于不定型之列。盡管不定型產(chǎn)品名稱繁多，其典型生產(chǎn)方法可歸為以下三種主要形式（首行縮進(jìn)二個(gè)字）1.混凝土。混凝土技術(shù)出現(xiàn)的較早，它是不定型產(chǎn)品中的定型產(chǎn)品,熱上窯爐有些部位如均熱爐加熱爐爐頂爐墻，回轉(zhuǎn)窯的前后口圈、下料斜坡、卸料室墻壁等處，都町以設(shè)計(jì)成大形砌體（加熱爐頂塊重3-4噸）做成混凝土?；炷恋呐．a(chǎn)方法，是將澆注料注入模型中，振動(dòng)成型，脫模后熱處理，提供給用戶的除塊大、體重之外，在使用上和機(jī)壓磚沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。這種在生產(chǎn)廠家完成的澆注料用水量比現(xiàn)場(chǎng)澆注少1。％以上，加工質(zhì)量好，且質(zhì)量穩(wěn)定。由于磚大、重，現(xiàn)場(chǎng)須有起重吊裝設(shè)備，只要現(xiàn)場(chǎng)可以吊裝施工，應(yīng)盡量采用混凝土，也可以做成稍小些形體，幾個(gè)人能抬得動(dòng)就行。混凝土不須用戶做特殊的aaaa熱處理，儀此一點(diǎn)就很有意義。aaaa（首行縮進(jìn)二個(gè)字）澆注料。澆注料是耐火材料廠提供原料和配料方案，現(xiàn)場(chǎng)加工，用振動(dòng)棒密實(shí)，養(yǎng)護(hù)后須熱處理，由于受現(xiàn)場(chǎng)條件限制質(zhì)量不穩(wěn)定，但澆注料的整體性好于混凝土，對(duì)澆注料質(zhì)量至關(guān)重要的用水量和熱處理兩個(gè)方面不如混凝土，原料的消耗比混凝土多5%?8%（首行縮進(jìn)二個(gè)字）可塑料。從生產(chǎn)方法上說(shuō)可塑料介于混凝土和澆注料中間。它由耐火材料廠先將“澆注料”做成具有可塑性的泥條，配料中有緩凝劑，由塑料袋封裝，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工和熱處理?？伤芰鲜┥现械淖畲髥?wèn)題是打結(jié)接茬處易起皮脫落，緩凝劑用量不當(dāng)或是塑封不良易硬化結(jié)塊（首行縮進(jìn)二個(gè)字）1.1.2不定型耐火材料組成包括耐火骨料和粉料、結(jié)合劑、外加劑等。其用量應(yīng)根據(jù)不定形耐火材料的不同品種和用途決定。一般情況下骨料用量約占65%以上，粉料用量約為10%?35%,結(jié)合劑用量為8%?15%,外加劑通常少于1%,極少超過(guò)4%，用水（或液體）為8%?12%。而在低水泥耐火澆注料中，作為結(jié)合劑的水泥用量和用水量都降低，而耐火泥漿中，用水（或液體）量都大為增加。（首行縮進(jìn)二個(gè)字，下同）（1）骨料和粉料骨料分為粗骨料（23mm）、細(xì)骨料（3?0.088mm）、粉料分為細(xì)粉料（0.088?0.01mm）、超細(xì)粉（＜0.01mm）。骨料在組成中用量最多并起骨架作用。粉料除起著填充空隙、改善施工性能和保證密實(shí)作用外，有時(shí)還與某些結(jié)合劑發(fā)生反應(yīng)，使不定形耐火材料具有強(qiáng)度或改善其他性能。粉料可采用與骨料相同的材質(zhì)（見(jiàn)耐火粉料），應(yīng)用中粉料的材質(zhì)往往高于骨料的材質(zhì)。選用隔熱骨料時(shí)，其顆粒容重應(yīng)小于1.2g/cm3。骨料的顆粒級(jí)配有連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配之分，間斷級(jí)配是抽掉連續(xù)級(jí)配中某一粒度區(qū)間而成。在不定形耐火材料原料配制中，由于所用骨料的最大粒徑偏小，一般采用連續(xù)級(jí)配，合理選擇優(yōu)良的顆粒形狀和級(jí)配，可以獲得最大的密實(shí)度和良好的施工性能。不同品種的不定形耐火材料應(yīng)選擇適宜的顆粒級(jí)配，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)使用要求通過(guò)試驗(yàn)確定其顆粒級(jí)配組成。結(jié)合劑 不定形耐火材料在使用前未經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，顆粒間依靠結(jié)合劑的作用粘結(jié)為整體，并使構(gòu)筑物或制品具有一定的強(qiáng)度。一般認(rèn)為結(jié)合劑將結(jié)合物結(jié)合為整體是取決于結(jié)合物本身的凝結(jié)硬化性質(zhì)和結(jié)合劑與結(jié)合物之間產(chǎn)生的粘結(jié)作用。結(jié)合劑必須能與耐火骨料和粉料的表面最大限度地接觸，此外還應(yīng)具有硬化時(shí)的體積穩(wěn)定性。外加劑 不定形耐火材料采用的外加劑種類較多，主要有促硬劑、減水劑、膨脹劑等。a促硬劑，也稱促凝劑。不同品種的結(jié)合劑應(yīng)選用各自需要的促硬劑。例如以粘土為結(jié)合劑時(shí)常溫強(qiáng)度很低，為提高其強(qiáng)度，必須加入促硬劑，一般采用硅酸鹽水泥或氧化鈣作為促硬劑。以磷酸鹽為結(jié)合劑時(shí)，常用的促硬劑有氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鋁、氟化鉉等，其中以氧化鎂使用最為普遍，中國(guó)則采用硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥，其中以鋁酸鹽水泥使用最為普遍。b減水劑。主要用于以水泥為結(jié)合劑的耐火澆注料、耐火可塑料及耐火泥漿等不定形耐火材料中，采用的減水劑有萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鈣、磺化焦油類、烷基磺酸鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉、六偏磷酸鈉、酒石酸、尿素、三聚磷酸鈉、鹽酸羥胺、葡萄糖酸鈉等，這些減水劑有的可以單獨(dú)使用,有的可以復(fù)合使用，以增強(qiáng)減水效果。c膨脹劑。為提高不定形耐火材料的體積穩(wěn)定性，不定形耐火材料作為整體爐襯或預(yù)制構(gòu)件使用時(shí)，必須具備良好的體積穩(wěn)定性，而某些不定形耐火材料往往因?yàn)楦邷厥湛s而產(chǎn)生裂縫、龜裂和剝落現(xiàn)象，因此加入各種膨脹劑以期改善其性能，如粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)不定形耐火材料可選用石英、軟質(zhì)粘土、藍(lán)品石等作為膨脹劑。以石英作為膨脹劑時(shí)，利用石英在1200?1470C溫度范圍內(nèi)，a-石英不斷轉(zhuǎn)化為半安定性石英產(chǎn)生的體積膨脹。以磷酸鹽為結(jié)合劑時(shí)，加入適量生粘土，利用其加熱時(shí)所產(chǎn)生的二次莫來(lái)石化也可以起到膨脹作用。膨脹劑中以藍(lán)晶石應(yīng)用最多，藍(lán)晶石在高溫煅燒時(shí)，于1300C開~始分解，不可逆地轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石并析出SiO2,到1360?1400C分解加快，1500C后出現(xiàn)石英玻璃和莫來(lái)石，伴隨這些反應(yīng)產(chǎn)生約10%?12%體積膨脹。除了上述常用外加劑外，根據(jù)配制不同品種不定形耐火材料的需要，比較經(jīng)常采用的還有增塑劑、保存劑、發(fā)泡劑、緩凝劑等。1.1.3不定性耐火材料制備技術(shù)過(guò)去配制不定形耐火材料所用的原料是以緞燒的天然原料，生產(chǎn)定形耐火制品的廢料和用后回收廢料為主，因而影響不定形耐火材料的使用溫度的提高和使用效果。而現(xiàn)在已逐漸使用人工合成原料和人工提純?cè)稀２欢ㄐ文突鸩牧系闹苽涔に?，包括材質(zhì)的選擇、顆粒級(jí)配的確定、結(jié)合劑和外加劑的選用、以及加工流程的確定，是根據(jù)使用條件和使用環(huán)境、以及所采用的施工方面。配制不定形耐火材料的粒狀原材料總稱為耐火集料。耐火集料分為骨料和粉料，集料顆粒粒徑大于。.088mm（或。.074mm）的稱為骨料，在不定形耐火材料中起骨架作用。集料顆粒小于0.088mm（或。.074mm）稱為粉料，由于它起著包埋骨料或充填于骨料顆粒之間空隙的作用，因此又稱為基質(zhì)，其中0.088mm至10卩m的稱為細(xì)粉，小于10卩m的稱為超細(xì)粉（或微粉）。我們可以根據(jù)Andreassn或者Dinger-funk粒度分布方程來(lái)進(jìn)行顆粒級(jí)配。這個(gè)過(guò)程中主要是控制粒度分布系數(shù)q值，q值是根據(jù)物料的作業(yè)性能和物理性能要求來(lái)確定的。Andreassn方程：CPFT=100xDinger-funl方程：CPFT=100xD—DDDq—DqlD:粒度；D:最大粒度；D:最小粒度；q：常數(shù)l s把由耐火骨料和粉料組成的散狀耐火材料集料膠結(jié)在一起的物質(zhì)稱謂結(jié)合劑（也稱膠結(jié)劑）。用作不定形耐火材料的結(jié)合劑，不但要求具有較好的冷態(tài)和熱態(tài)結(jié)合強(qiáng)度，而且還要求具有合適的作業(yè)性能（施工性能）和高溫使用性能。不定形耐火材料用的結(jié)合劑，隨被膠結(jié)的材料的性質(zhì)及使用條件不同而異，種類繁多，一般是按結(jié)合劑的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)合劑的硬化條件進(jìn)行分類。結(jié)合劑的選用原則：不定形耐火材料施工成型后和使用中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要是由結(jié)合劑提供的，因此結(jié)合劑是不定形耐火材料的主要成份之一，但選用結(jié)合劑必須遵循如下原則：（1） 結(jié)合劑性質(zhì)必須與被結(jié)合耐火材料性質(zhì)相匹配。酸性、中性耐火材料可以用酸性、中性和弱堿性結(jié)合劑，而堿性耐火材料則不可以直接使用酸性結(jié)合劑，只能使用中性或堿性結(jié)合劑，若在還原性條件下使用也可選用半永久性有機(jī)類結(jié)合劑。含碳和碳化硅不定形耐火材料多半采用有高殘?zhí)嫉挠袡C(jī)類結(jié)合劑。（2） 選用的結(jié)合劑要與材料的作業(yè)性（施工性能）相適應(yīng)。澆注料應(yīng)選用在常溫下能產(chǎn)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑，如水化結(jié)合的、或化學(xué)結(jié)合的結(jié)合劑；搗打料和可塑料可選用粘著結(jié)合的、或化學(xué)結(jié)合的結(jié)合劑?；蛱沾山Y(jié)合的結(jié)合劑；而噴射料可選用與澆注料相似的結(jié)合劑。（3） 選用的結(jié)合劑必須與材料的高溫使用性能相適應(yīng)，不應(yīng)降低或少降低材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗侵（腐）蝕性和抗?jié)B透性。如高鋁質(zhì)或粘土質(zhì)澆注料可以采用普通鋁酸鈣水泥或結(jié)合粘土作結(jié)合劑，而剛玉質(zhì)或高純剛玉-尖品石質(zhì)澆注料則應(yīng)采用純鋁酸鈣水泥或反應(yīng)性氧化鋁作結(jié)合劑。不定形耐火材料用外加劑：用于改善不定形耐火材料作業(yè)性能（施工性能）、物理性能、組織結(jié)構(gòu)和使用性能的物質(zhì)稱為外加劑（或稱添加劑）。外加劑的加入量是隨外加劑的性能和功能差異而不同，為不定形耐火材料組成物總量的萬(wàn)分之幾到百分之幾。一般是在不定形耐火材料的組成份拌和時(shí)或拌和前加入。不定形耐火材料的作業(yè)性能：評(píng)估不定形耐火材料施工操作難易程度的性能稱為作業(yè)性能，也稱施工性能。作業(yè)性能的好壞直接影響施工效率和施工體質(zhì)量。不定形耐火材料的作業(yè)性能有和易性、稠度、觸變性、流動(dòng)值、鋪展性、可塑性、附著率、馬夏值、凝結(jié)性和硬化性等。1.2鋼纖維澆注料1.2.1澆注料的簡(jiǎn)述一種由耐火物料加入一定量結(jié)合劑制成的粒狀和粉狀材料。具有較高流動(dòng)性，適用于以澆注方式成型的不定形耐火材料。同其他不定形耐火材料相比，結(jié)合劑和水分含量較高，故流動(dòng)性較好。它們的應(yīng)用范圍較廣，可根據(jù)使用條件對(duì)所用材質(zhì)和結(jié)合劑加以選擇。既可直接澆注成襯體使用，又可用澆注或震實(shí)方法制成預(yù)制塊使用。a1.2.3a1.2.3鋼纖維的增強(qiáng)的原理aaa1.2.2a1.2.2鋼纖維澆注料簡(jiǎn)述aa在高鋁熟料剛玉為骨料和粉料的基礎(chǔ)上，加入適當(dāng)?shù)媚蜔岵讳P鋼纖維及微量添加劑而成的水硬性耐火澆注料，有極好的抗急冷，急熱，高強(qiáng)度耐高溫抗沖擊抗熱震耐磨性等特點(diǎn)。主要用于冶金建材及循環(huán)流化床鍋爐的高溫易損部位。鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料具有強(qiáng)度高、韌性好、熱震穩(wěn)定性好，抗剝落和耐磨性強(qiáng)的特點(diǎn)。廣泛使用于水泥回轉(zhuǎn)窯窯口、冷卻機(jī)、噴煤管、分解爐、預(yù)熱器等部位。鋼纖維耐磨耐火澆注料是采用特級(jí)鋁磯土熟料作骨料，以優(yōu)質(zhì)磯土熟料及剛玉細(xì)粉作基質(zhì)，以超微粉等多種復(fù)合材料為結(jié)合劑和添加劑，夕卜加不銹鋼耐熱纖維配制而成。該產(chǎn)品除具有常規(guī)的高溫耐磨損性能外，因在其配料中加入了一定數(shù)量的耐熱不銹鋼纖維，防止了材料中骨料與基質(zhì)在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的漲差，以及在啟停爐時(shí)產(chǎn)生的溫度梯度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致爐墻破壞，同時(shí)，由于鋼纖維的加入，使材料澆注后爐墻整體強(qiáng)度大大增強(qiáng)。在CFB鍋爐中，常用于爐膛出口及側(cè)墻、頂部、旋風(fēng)分離器直段、旋風(fēng)分離器頂、返料器等部位。該系列產(chǎn)品使用性能穩(wěn)定可靠，被廣泛用于鋼鐵、冶金、化工、建材等行業(yè)。鋼纖維耐磨耐火澆注料具有強(qiáng)度高、韌性好、熱震穩(wěn)定性好，抗剝落和耐磨性強(qiáng)的特點(diǎn)。廣泛使用于水泥回轉(zhuǎn)窯窯口、冷卻機(jī)、噴煤管、分解爐、預(yù)熱器等部位。鋼纖維加入到耐火澆注料中概括講有增強(qiáng)、增韌和抗裂3方面的效果，從纖維增強(qiáng)材料的復(fù)合定則考慮鋼纖維的彈性模量比耐火料要高，因此，鋼纖維上所承受的應(yīng)力比基體的大。與素耐火料相比，在同一外力作用下，實(shí)際上鋼纖維耐火料中，由于鋼纖維承受了較大應(yīng)力部分，使得基體耐火料所承受的應(yīng)力減小，所以前者要達(dá)到素耐火料那樣相同的初裂變形所需的外載，當(dāng)然要比素耐火料時(shí)的值大，亦即提高了初裂強(qiáng)度。此外，從纖維間距離理論考慮，面強(qiáng)度可由水硬結(jié)合保證，熱面強(qiáng)度則由高溫陶瓷結(jié)合獲得。而耐火料在760~980C間，水硬結(jié)合被破壞，高溫陶瓷結(jié)合又末形成，故在這一中溫區(qū)，實(shí)際是一強(qiáng)度薄弱區(qū),最易脆斷。但耐火料加入鋼纖維后,則使這一薄弱區(qū)的強(qiáng)度提高，抗裂性能增加，從而使耐火料的壽命延長(zhǎng)。在外力載實(shí)驗(yàn)研究表明，在澆注料中加入合適的鋼纖維可以延長(zhǎng)其使用壽命，其基本原因是，鋼纖維能阻止耐火內(nèi)襯因劇烈機(jī)械沖擊和熱沖擊而造成裂紋擴(kuò)展和剝落的產(chǎn)生。雖然在耐火澆注材料中添加鋼纖維會(huì)增加耐火材料成本,但選擇合適的耐火材料比成本更重要，添加鋼纖維有助于提高內(nèi)襯材料的抗折強(qiáng)度，使其從突然損壞到緩慢損壞，因?yàn)殇摾w維有助于長(zhǎng)時(shí)間把耐火材料中的裂紋兩面拉在一起。鋼纖維澆注料根據(jù)材質(zhì)可分為剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、粘土質(zhì)、剛玉莫來(lái)石等，鋼纖維的加入主要是為了增強(qiáng)澆注料本身的強(qiáng)度。鋼纖維在其中起到相互牽拉的作用，試澆筑部位有效成為一體，從而增強(qiáng)其各項(xiàng)性能。a1.2.4a1.2.4鋼纖維耐磨澆注料的性能aa鋼纖維耐磨澆注料采用特級(jí)鋁磯土熟料作骨料，以優(yōu)質(zhì)磯土熟料及剛玉細(xì)粉作基質(zhì)，以超微粉等多種復(fù)合材料為結(jié)合劑和添加劑，外加不銹鋼耐熱纖維配制而成。該產(chǎn)品除具有常規(guī)的高溫耐磨損性能外，因在其配料中加入了一定數(shù)量的耐熱不銹鋼纖維，防止了材料中骨料與基質(zhì)在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的漲差，以及在啟停爐時(shí)產(chǎn)生的溫度梯度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致爐墻破壞，同時(shí)，由于鋼纖維的加入，使材具有強(qiáng)度高、韌性好、熱震穩(wěn)定性好，抗剝落和耐磨性強(qiáng)的特點(diǎn)。廣泛使用于水泥回轉(zhuǎn)窯窯口、冷卻機(jī)、噴煤管、分解爐、預(yù)熱器等部位。他以耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑和鋼纖維（可用耐熱不銹鋼纖維，含量一般為。.6%~2.5%）配制成的耐火澆注料。具有強(qiáng)度大、耐磨性和抗熱震性強(qiáng)等特點(diǎn)。澆注料的試驗(yàn)研究表明，加有鋼纖維的澆注料與素耐火澆注料相比,抗沖擊能提高4~6倍?？篃嵴鹦阅芴岣咭槐蹲笥摇?.2.5影響耐磨鋼纖維澆注料性能的主要因素（1）.狀和外觀（鋼纖維從澆注料中脫粘拔出是鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料破壞的一種主要形式，如鋼纖維是圓形截面，則澆注料受力時(shí)鋼纖維很易從耐火基體中拔出，增強(qiáng)效果就不好。為提高鋼纖維與耐火材料基體之間的接觸摩擦力，纖維表面應(yīng)粗糙使接觸表面變大，因此.纖維的截面應(yīng)選用鋸齒形、波浪形，端頭成彎鉤狀，這樣能起到較好的增強(qiáng)效果。aaaa(2).長(zhǎng)徑比(鋼纖維的長(zhǎng)度與直徑之比,直接影響增強(qiáng)效果。長(zhǎng)徑比大于100,則鋼纖維細(xì)長(zhǎng)，在攪拌時(shí)易積聚成團(tuán)，不但影響施工，而且纖維分布嚴(yán)重不均，反而對(duì)澆注料起到弱化作用若長(zhǎng)徑比小于50則起不到明顯的增強(qiáng)效果。從實(shí)驗(yàn)表明，較合適的鋼纖維長(zhǎng)度為20~35mm直徑為04~06mm即長(zhǎng)徑比在50~75之1司。(3)纖維體積占有率鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料的強(qiáng)度與韌性渚K隨鋼纖維的體積含量增加而增加，但含量太高，不利于施工，亦不經(jīng)濟(jì)，一般鋼纖維重量含量為2%~5%。(4)鋼纖維的合金成份鋼纖維的合金成份對(duì)增強(qiáng)澆注料增強(qiáng)效果產(chǎn)生直接影響，因此，必須根據(jù)與使用溫度、熱循環(huán)工作條件以及腐蝕氣氛等因素選用相適應(yīng)的鋼纖維成份。(5)溫度焙燒溫度主要通過(guò)對(duì)催化劑性能的影響從而對(duì)耐磨鋼纖維澆注料性能產(chǎn)生影響。在澆注料配方一定的情況下，氧化鋁水泥質(zhì)量波動(dòng)對(duì)凝固時(shí)間的影響遠(yuǎn)小于施工溫度的變化對(duì)凝固時(shí)間的影響，但隨著季節(jié)的變化，環(huán)境施工溫度是難以人為控制的。因此，在不同季節(jié)添加不同外加劑，即在夏季溫度較高時(shí)摻加適量緩凝劑，以延緩凝固，滿足施工要求，而在冬季時(shí)摻加適量促凝劑，加速固化縮短生產(chǎn)周期，提高早期強(qiáng)度，滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要究了施工溫度對(duì)澆注料性能的影響，當(dāng)澆注料配方一定的條件下，影響澆注料凝固時(shí)間的諸因素中，溫度是主要因素，應(yīng)根據(jù)施工的環(huán)境溫度，采用適宜的外加劑(緩凝劑或促凝劑),能有效地控制澆注料的凝固時(shí)間。1.3實(shí)驗(yàn)原料1.3.1特級(jí)磯土鋁磯土(aluminoussoil;bauxite)又稱磯土或鋁土礦，主要成分是氧化鋁，系含有雜質(zhì)的水合氧化鋁，是一種土狀礦物。白色或灰白色，因含鐵而呈褐黃或淺紅色。密度3.9?4g/cm3,硬度1?3,不透明，質(zhì)脆。極難熔化。不溶于水，能溶于硫酸、氫氧化鈉溶液。主要用于煉鋁，制耐火材料。(1)主要成分磯土礦學(xué)名鋁土礦、鋁磯土。其組成成分異常復(fù)雜，是多種地質(zhì)來(lái)源極不相同的含水氧化鋁礦石的總稱。如一水軟鋁石、一水硬鋁石和三水鋁石(A12O3-3H2O)有的是水鋁石和高嶺石(2SiO2-A12O3-2H2O)相伴構(gòu)成；有的以高嶺石為主，且隨著高嶺石含量的增高，構(gòu)成為一般的鋁土巖或高嶺石質(zhì)粘土。鋁土礦一般是化學(xué)風(fēng)化或外生作用形成的，很少有純礦物，總是含有一些雜質(zhì)礦物，或多或少含有粘土礦物、鐵礦物、鈦礦物及碎屑重礦物等等。鋁土礦的定義名稱還不夠統(tǒng)一，這與各個(gè)國(guó)家的資源情況及工業(yè)需求有關(guān)。各個(gè)時(shí)期名稱也不一致，但基本上大同小異。在中國(guó)一般認(rèn)為：“鋁土礦系指礦石之含鋁量較高(40%以上)，鋁硅比值大于2.5者(A/S22.5)，其小于此數(shù)值者則稱為粘土礦或鋁土頁(yè)巖或鋁質(zhì)巖”。在中國(guó)已探明的鋁土礦儲(chǔ)量中，一水鋁石型鋁土礦占全國(guó)總儲(chǔ)量的98%左右o（2） 產(chǎn)地分布目前，已知賦存鋁土礦的國(guó)家有49個(gè)。中國(guó)有豐富的鋁磯土資源，約37億噸，居世界前列，與幾內(nèi)亞、澳大利亞、巴西同屬世界鋁磯土資源大國(guó)。但生產(chǎn)供耐火材料用的高鋁磯土的國(guó)家只有圭亞那和中國(guó)，其他國(guó)家的鋁磯土含鐵量高，多用于煉鋁和研磨材料。中國(guó)鋁土礦資源比較豐富，在全國(guó)18個(gè)省、自治區(qū)、直轄市已查明鋁土礦產(chǎn)地205處，其中大型產(chǎn)地72處（不包括臺(tái)灣）。主要分布在山西、山東、河北、河南、貴州、四川、廣西、遼寧、湖南等地。（3） 產(chǎn)品用途a煉鋁工業(yè)。用于國(guó)防、航空、汽車、電器、化工、日常生活用品等。b精密鑄造。磯土熟料加工成細(xì)粉做成鑄模后精鑄。用于軍工、航天、通訊、儀表、機(jī)械及醫(yī)療器械部門。c用于耐火制品。高鋁磯土熟料耐火度高達(dá)1780C,化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、物理性能良好。d硅酸鋁耐火纖維。具有重量輕，耐高溫，熱穩(wěn)定性好，導(dǎo)熱率低，熱容小和耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。用于鋼鐵、有色冶金、電子、石油、化工、宇航、原子能、國(guó)防等多種工業(yè)。它是把高鋁熟料放進(jìn)融化溫度約為2000?2200C的高溫電弧爐中，經(jīng)高溫熔化、高壓高速空氣或蒸汽噴吹、冷卻，就成了潔白的“棉花”——硅酸鋁耐火纖維。它可壓成纖維毯、板或織成布代替冶煉、化工、aaaa玻璃等工業(yè)高溫aaaa窯爐內(nèi)襯的耐火磚。消防人員可用耐火纖維布做成衣服。e以鎂砂和磯土熟料為原料，加入適當(dāng)結(jié)合劑，用于澆注盛鋼桶整體桶襯效果甚佳。f制造磯土水泥，研磨材料，陶瓷工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)可制鋁的各種化合物。（4）耐火材料用鋁磯土數(shù)量的技術(shù)條件表1耐火材料用鋁磯土數(shù)量的技術(shù)條件等級(jí)化學(xué)成分耐火度體積密度A12O3caoFe2O3特級(jí)>85<0.6<14.0<1790<3.6一級(jí)>80<0.6<3.0>1790>3.0二級(jí)甲70?80<0.8<3.0>1790>2.8二級(jí)乙60?70<0.8<3.0>1770>2.65三級(jí)50?60<0.8<2.5>1770>2.551.3.2高鋁水泥高鋁水泥是以鋁酸鈣為主要礦物組成的水泥，也稱磯土水泥。高鋁水泥的水化產(chǎn)物中不含有氫氧化鈣，在高溫下，水泥仍能保持較高的強(qiáng)度，用它制作的混凝土經(jīng)900°C和1300°C熱處理后的殘余強(qiáng)度，分別為原有強(qiáng)度的70%和5。％左右。它是以石灰石和磯土為原料配制成生料，經(jīng)高溫熔融或燒結(jié)成以鋁酸鈣為主要礦物組成的熟料，再經(jīng)磨細(xì)而成。磯土含鐵量較低的，可采用回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法生產(chǎn)；磯土含鐵量高的，則采用電爐、高爐或反射爐熔融法生產(chǎn)。因此，高鋁水泥多用來(lái)制作耐火膠泥和耐熱混凝土，廣泛用于各種工業(yè)窯爐。此外，高鋁水泥與石膏按一定比例配合，可制成膨脹水泥和自應(yīng)力水泥（見(jiàn)特種水泥）。由于高鋁水泥的水化物有較多的結(jié)晶水，也可用來(lái)制作防輻射混凝土。高鋁水泥早期強(qiáng)度增長(zhǎng)很快,1天強(qiáng)度值可達(dá)到其標(biāo)號(hào)強(qiáng)度值的80%左右。水泥的標(biāo)號(hào)以3天抗壓強(qiáng)度值確定。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：高鋁水泥分為425、525、625、725四個(gè)標(biāo)號(hào)。高鋁水泥可用于搶修、早期強(qiáng)度要求較高、冬季施工、抗硫酸鹽腐蝕及抗凍等工程。但高鋁水泥后期強(qiáng)度下降幅度較大，因此長(zhǎng)期承重的高鋁水泥混凝土，應(yīng)按其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低穩(wěn)定強(qiáng)度值設(shè)計(jì)。高鋁水泥由于水化產(chǎn)物的晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致水泥石長(zhǎng)期強(qiáng)度下降的主要原因是：水泥水化后的主要水化產(chǎn)物CaO-AlO-10H0（簡(jiǎn)寫為CAH）和TOC\o"1-5"\h\z2 3 2 102CaO?AlO-8HO（簡(jiǎn)寫為CAH）不穩(wěn)定，在常溫下，隨著時(shí)間的推移,2 3 2 2 8都會(huì)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的3CaO-AlO-6HO（簡(jiǎn)寫為CAH），三者的比重分別2 3 2 3 6為1.72、1.95、2.52。由于水化物比重的變化，使水泥石的孔隙率顯著增加,導(dǎo)致強(qiáng)度下降。此外，水化物CAH10和C2AH8都屬六方晶系'晶體呈片狀、針狀，晶體間結(jié)合比較牢固,而cAH屬立方晶系，常有較多的位錯(cuò)等缺陷存在，晶體本身強(qiáng)度較低，晶體之間3 6的結(jié)合也比前兩種晶體差，這也是導(dǎo)致高鋁水泥強(qiáng)度下降的另一原因。在濕熱環(huán)境下，水泥石長(zhǎng)期強(qiáng)度下降更為嚴(yán)重，甚至可能引起水泥石結(jié)構(gòu)破壞。因此，一般在結(jié)構(gòu)工程中，不宜采用高鋁水泥。1.4實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙饬x通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)，熟悉實(shí)驗(yàn)原理和操作技能，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。此次實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱丝偨Y(jié)出焙燒溫度對(duì)耐磨鋼纖維澆注料性能的影響。2實(shí)驗(yàn)過(guò)程2.1實(shí)驗(yàn)原料骨料；特級(jí)磯土熟料細(xì)粉：特級(jí)磯土熟料結(jié)合劑：高鋁水泥外加劑：不銹鋼耐熱纖維2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)配⑴電子天平(精度。.。1g)(2)振動(dòng)臺(tái)⑶電熱干燥箱，精度：110°C±0.5C游標(biāo)卡尺(精度。.02mm)高溫實(shí)驗(yàn)爐，精度：900~1100°C±1.0°C抗折試驗(yàn)機(jī)可采用各種類型的抗折試驗(yàn)機(jī)，或附有抗折夾具的壓力試驗(yàn)機(jī)，并滿足下列要求：具有足夠折斷試樣的負(fù)荷。測(cè)量的最大荷載不小于量程的10%;能按規(guī)定速率對(duì)試樣均勻加荷，并能記錄或指示試樣斷裂時(shí)的荷載；測(cè)力示值誤差應(yīng)小于±2%;抗折夾具由相互平行的兩個(gè)支撐輻和一個(gè)中心加荷輻組成，加荷輻位于兩個(gè)支撐輻的中央，偏離中心不大于1mm,支撐輻間的距離、輻的曲率，半徑及允許偏差滿足YB/T5201要求。壓力試驗(yàn)機(jī)可采用如圖1所示附有加壓裝置的機(jī)械式或液壓式強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，并滿足下列要求：具有足夠壓碎試樣的負(fù)荷。施加在試樣上的最大荷載不小于量程的10%;能按規(guī)定速率對(duì)試樣均勻加荷，并能記錄或指示試樣破壞時(shí)的荷載；測(cè)力示值誤差應(yīng)小于±2%;加壓裝置應(yīng)放在試驗(yàn)機(jī)臺(tái)板的中心。A型和B型試樣，加壓板的尺寸為(12?！?.1）mmX（65±0.1）mm,厚度不小于10mm;C型試樣加壓板的尺寸為（4?！?.1）mmX（40±0.1）mm。壓板應(yīng)經(jīng)過(guò)研磨，其中一塊應(yīng)裝有球形座，可調(diào)節(jié)上下壓板間的平行度。圖1壓力試驗(yàn)機(jī)示意圖2.3實(shí)驗(yàn)方案2.3.1耐火澆注料混料過(guò)程?配料：按照設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)配方與測(cè)試塊的個(gè)數(shù)配料，耐火原料骨料按粗顆粒（5?3mm）25%、中顆粒（3?1mm）25%、細(xì)顆粒（1?0mm）20%、粉體（＜0.088mm）15%四級(jí)配料，原料共計(jì)重量1700g,以高鋁水泥為結(jié)合劑，高鋁水泥加入量為15%（重量比），質(zhì)量為300g,水加入量為10%~12%（重量比，外加）。按此配方進(jìn)行配料。?混料：將配方的耐火原料骨料、細(xì)粉、結(jié)合劑和添加劑加入攪拌機(jī)進(jìn)行混合。再將量好的水緩慢的加入攪拌機(jī)，根據(jù)混料情況確定合適加水量。最終確定加水量為11%,體積為220ml。aaaa?成型：將混好的澆注料裝入三聯(lián)模(40X40X160mm)振動(dòng)成型，成型時(shí)要盡量排出試樣內(nèi)氣體，清理出多余原料，使試樣表面平整。共成型九塊試塊，分為三組，每組兩塊。試樣成型24h后脫模，脫模后的試樣需經(jīng)48h常溫加濕養(yǎng)護(hù)aaaa溫度/°C溫度/°C升溫曲線2.3.2耐火澆注料的烘干將養(yǎng)護(hù)好的試樣必須經(jīng)過(guò)充分地干燥，以便測(cè)試其常溫體積密度、抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度，同時(shí)可避免燒成過(guò)程中試樣開裂。養(yǎng)護(hù)好的試樣自然晾干后，放入烘箱中110°CX24h烘干。2.3.3耐火澆注料的焙燒將試樣放入高溫爐內(nèi)，試樣必須單層擺放，試樣之間需有5mm的間隙，然后按升溫曲線升溫。焙燒溫度對(duì)耐火澆注料燒后性能及最終使用性能的判定有重要作用，是耐火澆注料主要檢驗(yàn)指標(biāo)。為了對(duì)比焙燒溫度對(duì)耐火澆注料性能的影響，將第二，第三組樣品分別在900C、1100C焙燒，然后自然冷卻至室溫。當(dāng)冷卻至室溫后，將樣品取出并放干燥處，以備測(cè)試性能。升溫制度12001200110011000114189214247427時(shí)間/min

圖2升溫曲線2.3.4耐火澆注料性能測(cè)試2.3.4.1體積密度的測(cè)定（一般不用三級(jí)標(biāo)題）（1） 實(shí)驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T5200-1993（2） 在電子天平上稱取干燥后的試樣，即干燥試樣的質(zhì)重量m,（g）。用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣的長(zhǎng)度（L）、寬度（b）、高度（h）,（cm）。按體積密度公式D（g/cm3）=m/V,V（cm3）=LXbXh式中：m一干燥試樣質(zhì)量，gL、b、h—試樣長(zhǎng)度、寬度、高度，cm分別計(jì)算每塊試樣的體積密度，以每組試樣的算數(shù)平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。體積密度計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)后二位，所取位數(shù)后數(shù)字按GB817。進(jìn)行處理2.3.4.2線變化率測(cè)定（1） 實(shí)驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T5203-1993（2） （2）試樣燒前尺寸測(cè)量：試樣干燥完畢后，自然冷卻至室溫，測(cè)量試樣尺寸，并做好標(biāo)記，以備焙燒后測(cè)量燒結(jié)后尺寸。試樣尺寸測(cè)量時(shí)，在試樣兩端面相互垂直的中心線上，距邊棱5?10mm處的四個(gè)位置，對(duì)稱地測(cè)量試樣的長(zhǎng)度（A-A'、B-B'、C-C'、D-D'），精確到0.02mm。（3） 試樣燒后尺寸測(cè)量：方法同試樣燒前尺寸測(cè)量，注意各對(duì)應(yīng)點(diǎn)。燒后線變化率(Lc)按下式計(jì)算:Lc(%)=\Lx100L0式中：Lc—試樣燒后線變化率，%;L一試樣燒后尺寸，mm;1L一試樣燒前尺寸，mm。0計(jì)算每個(gè)試樣的燒后線變化率和每組個(gè)試樣的算術(shù)平均值。燒后收縮以“-”號(hào)表示，燒后膨脹以“+”號(hào)表示。燒后線變化結(jié)果計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)后一位，所需位數(shù)按GB/T817。進(jìn)行處理。2.3.4.3常溫耐壓強(qiáng)度的測(cè)定測(cè)量試樣上、下承壓面的寬度，精確到。.1mm;將試樣按以下規(guī)定放在加壓裝置中：試樣按圖3所示齊邊放在下壓板上；試樣以成型時(shí)的側(cè)面作為承壓面放在下壓板上。圖2試樣在下壓板上的放置圖以l±0.1N/mm2.s的速率對(duì)試樣均勻加荷，直至破壞。加荷速率：1400-1800N/so記錄試樣破壞時(shí)的最大荷載。常溫耐壓強(qiáng)度按公式(2)計(jì)算：Cs=丄 a?b(2)式中：Cs 耐壓強(qiáng)度,Mpa(N/mm>);F――試樣破壞時(shí)的最大荷載N;a 加壓板寬度,mm;b――試樣的寬度,mm。數(shù)據(jù)處理2.3.4.4常溫抗折強(qiáng)度的測(cè)定測(cè)量試樣中部的寬度和高度，精確到。.1mm;按試樣尺寸表的規(guī)定，調(diào)整抗折夾具；以試樣成型側(cè)面做承壓面，將試樣置于抗折夾具的支承輥上，調(diào)整加壓輥置于支承輥中央并垂直于試樣長(zhǎng)軸如圖2所示)；圖3抗折強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖圖3抗折強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖以0.15±0.015N/mm2.s的速率對(duì)試樣均勻加荷，直至斷裂。不同尺寸試樣可采用如下加荷速率：60-70N/s；記錄試樣斷裂時(shí)的最大荷載。抗折強(qiáng)度公式如下：Rr=3.二2bh2式中：Rr——抗折強(qiáng)度，Mpa(N/mm2);F—試樣斷裂時(shí)的最大荷載，N;L 支撐輥間的距離,mm;b 試樣中部的寬度，mm;h 試樣中部的高度，mm。2.3.5.5數(shù)據(jù)處理計(jì)算一組試樣的平均值(X)，并計(jì)算出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)離差(S)和變異系數(shù)(V)O平均值((X)、標(biāo)準(zhǔn)離差(S)和變異系數(shù)(V)分別按公式(3)、(4)、⑸計(jì)算:X=(X+X+???+X+???+X)/n11(3)(4)-Xi)(4)-Xi)2式中：X、x、…乂、1 1 i ?X――試樣的單值nn――試樣的個(gè)數(shù)。V=SX100%X以組平均值X作為試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)變異系數(shù)V>15%時(shí)，需重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。常溫抗折強(qiáng)度和常溫耐壓強(qiáng)度的結(jié)果計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)后一位，所取位數(shù)后數(shù)字按GB8170進(jìn)行處理o

2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析2.4.1體積密度數(shù)據(jù)分析表2體積密度數(shù)據(jù)分析編號(hào)質(zhì)量(g)長(zhǎng)度(mm)寬度(mm)高度(mm)體積(cm3)密度(g/cm3)平均密度(g/cm3)5-1-1637.7162.1841.8540.04271.762.352.355-1-2625.9160.0842.3140.03271.122.315-1-3643.1160.84541.6840.17269.302.395-2-1615.2161.34541.3640.00266.932.302.285-2-2600.1162.2140.6839.83262.832.285-2-3604.7160.2041.3240.29266.702.275-3-1592.2162.1940.7639.88263.642.252.285-3-2605.3160.4941.1439.98263.972.295-3-3609.5161.77540.8439.98264.142.31數(shù)據(jù)驗(yàn)證表3數(shù)據(jù)驗(yàn)證體積密度不用驗(yàn)證XSV5-12.350.041.7%5-22.280.0060.3%5-32,.280.031.3%經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證，此組數(shù)據(jù)合理，可作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)分析：由表中數(shù)據(jù)分析可知，體積密度隨焙燒溫度增加而減小2.4.2線變化率分析表4線變化率分析編號(hào)燒前尺寸燒后尺寸Lc平均Lc(%)(mm)(mm)(%)5-2-161.425161.345-0.08-0.08815-2-162.295162.21-0.08525-2-160.3160.2-0.13

5-3-162.39162.19-0.2-0.1325-3-160.55160.49-0.065-3-161.91161.775-0.1355-3-162.39162.19-0.2-0.1325-3-160.55160.49-0.065-3-161.91161.775-0.135數(shù)據(jù)分析表5線變化率數(shù)據(jù)驗(yàn)證不用驗(yàn)證XSV5-2-0.0880.0111.3%5-3-0.1320.0713.4%經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證，此組數(shù)據(jù)合理，可作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)分析：由表中數(shù)據(jù)分析可知，溫度升高，試塊收縮。2.4.3抗壓強(qiáng)度分析表6抗壓強(qiáng)度分析編號(hào)a(mb(mF(kN) Cs(Mpa) 平均耐m)m) 壓強(qiáng)度(Mpa)

5-1-4041.857.075.334.145.048.615375-1-4042.383.992.649.654.820665-1-4041.694.785.756.851.438015-2-4041.374.065.844.739.836.116205-2-4040.653.844.433.127.328575-2-4041.355.062.033.338.032815-3-4040.744.735.427.421.727.716755-3-4041.149.335.930.021.824985-3-4040.858.649.734.7030.53474數(shù)據(jù)驗(yàn)證表7抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)驗(yàn)證5-148.68.2214.9%5-327.75.1213.5%經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證，此組數(shù)據(jù)合理，可作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用