結合劑與添加劑對耐火涂料的性能影響

　　高爐爐頂直立段、升管、重力除塵裝置中設計使用耐火噴涂料，由于交貨時間和工期緊張，根據耐火噴涂料指標要求，著重考慮耐火噴涂料的強度和施工性能，經多次實際噴涂模擬實驗，終找出了結合劑和添加劑的有組合方法。
　　1、原料。根據耐火噴涂料的指標要求，考慮噴涂果和可修理時間的控制范圍，選用山東優質焦寶石為骨料，粒度分別為5~3MM、3~1MM、1~0MM。基質部分采用焦寶石325號粉，結合劑采用礬土水泥和黏土，添加劑主要分為減水劑、促凝劑和緩凝劑。
　　2、試驗方法。①回彈率測定：先在實驗室內根據不同的配方，用小攪拌機攪拌3千克，攪拌至定黏性后，用手抓料甩至帶錨固釘的半米見方的鋼板上，簡易判斷各配方的黏結果，然后根據黏結情況，選取各種不同的配方，試配300千克耐火噴涂料進行廠內模擬試噴。②強度測定：用實驗室攪拌的3千克噴涂料搗制出3個長方體試樣，經脫模、養護處理，進行物理性能檢驗。
　　3、分析與討論。①結合劑加入量對耐火噴涂料性能的影響。在定范圍內，增加礬土水泥量提高了耐火材料的強度，但是當水泥量達到定量時，強度已經足夠滿足指標和使用要求，并且水泥加入量達到定量時，由于所需加水量有增大的趨勢，從而強度增加不明顯，并且水泥量的加大，導致噴涂料的凝結時間急劇加快，影響材料噴補后的修補性能，即噴補料硬化過快，難以進行噴補表面的平整修復，可能導致噴補表面過于粗糙，影響其耐沖刷性能。研究結果表明，不加黏土時，用手甩料時無黏結性能，隨著黏土加入量的增加，黏結性能逐漸變好；當加入量為3%時，噴涂料具有非常好的黏結性能，考慮到黏土加入量對高溫線變化有較大的負面影響，終選擇加入3%的黏土量。②外加劑加入量對耐火噴涂料性能的影響。隨著減水劑加入量的增大，耐火噴涂料所需加水量具有逐漸下降的趨勢，但減水劑在降低加水量的同時，也會降低耐火噴涂料的黏結性能；當減水劑加入達到定量，在進行小實驗時，耐火噴涂料無法黏結于簡易鐵板上；在模擬噴補時，即產生噴涂坍塌墜落現象。③緩凝劑和促凝劑加入量對耐火噴涂料性能的影響。緩凝劑和促凝劑的主要作用是控制耐火噴涂料的硬化時間，即噴涂后表面可修補時間和終硬化時間與強度。在模擬噴涂實驗中，噴涂表面具有5個小時左右進行噴涂后的表面平整，并且終硬化時間般在10個小時左右，強度果良好，用錘子擊打噴涂表面時，感覺材料強度比較好。其他組合，在緩凝劑不加或加入量過少時，材料硬化太快，容易喪失表面修補性能，同時噴涂料快速硬化后，水泥無法進步水化，影響終強度。
　　根據耐火噴涂料的指標要求，研究得出以下結論：①采取水泥和黏土的復合，當水泥和黏土加入量均為3%時，耐火噴涂料可以獲得比較符合實際要求的強度和噴涂黏結性能。②采用聚合磷酸鹽可以適當降低材料的加水量，但加入量過大容易使材料產生噴涂坍塌。經研究認為，聚合磷酸鹽加入量為0.2%比較合適。③緩凝劑和促凝劑復合，可以控制耐火噴涂料的表面修補時間、終硬化時間及終硬化強度，當緩凝劑加入量為0.3%、促凝劑加入量為0.02%復合時，可以獲得滿意的噴涂施工控制果。④由于耐火噴涂料實際模擬噴涂試驗工作量非常龐大，而通過小型實驗可以判斷模擬噴涂試驗的可行性，確定出種高爐耐火噴涂料的研究方法，從而大地提高耐火噴涂料產品的研究開發率。