耐火澆注料出現(xiàn)返堿、起白霜情況的原因及解決辦法

耐火澆注料廣義是指水硬性耐火材料是由耐火顆?；稀⒎哿霞捌渌煌瑢傩缘耐饧觿┙M成，經(jīng)加水?dāng)嚢韬缶哂幸欢ㄓ捕群蛷姸鹊牟欢ㄐ彤a(chǎn)品，施工使用時候需要支模具澆注用振動棒振動施工，是應(yīng)用在高溫行業(yè)比較廣泛的耐火材料。施工完畢拆模后的耐火澆注料如果沒有及時進行烘爐，在放置過程中，可能表面會出現(xiàn)長白毛，隨后慢慢出現(xiàn)起砂和粉化。然后用手摸就能明顯感覺到掉砂，這種現(xiàn)象我們稱作返堿現(xiàn)象，比較容易在夏天發(fā)生。如果不及時采取措施，將來會對施工體的質(zhì)量造成較大影響。

返堿的原因有很多，個人分析認為主要體現(xiàn)在下面幾個方面：

耐火澆注料配制的原料中含有 Na、K、Fe?O? 等堿金屬氧化物，而這些堿金屬氧化物在與水結(jié)合攪拌后形成凝結(jié)硬化，生成游離水漂浮在其表面的水中，會帶有松散的膠狀白色沉淀物，這種現(xiàn)象是由于耐火澆注料表面未水化的水泥顆粒遇水后形成的飽和溶液，隨之沉淀出鋁膠和水化鋁酸鈣導(dǎo)致堿金屬氧化物與空氣中的二氧化碳等發(fā)生反應(yīng)形成的。如耐火澆注料原料中耐火骨料、耐火粉料、作為耐火澆注料結(jié)合劑的鋁酸鈣水泥，各種微硅粉和添加劑、減水劑、促凝劑、防爆劑等。這些材料中往往都含有少量的堿金屬氧化物，其中所含的堿，有一部分可以溶入水中，特別是分散劑中的堿，幾乎全部溶入水中。而這些溶入水中的堿金屬就可以通過毛細孔向硬化體表面遷移，到達表面后再與空氣中的CO2反應(yīng)形成碳酸鹽產(chǎn)生返堿，膨脹，澆筑體表面出現(xiàn)長白毛、掛白霜、起皮疏松脫落現(xiàn)象。

主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：

澆注料體系內(nèi)部 Na+ 離子的擴散和反應(yīng)。

所形成的氯酸鈉會繼續(xù)在潮濕的空氣中反應(yīng)，重新生成碳酸鈉：

在 20 世紀的70、80年代，拉法基公司通過大量對基于礬土水泥結(jié)合的澆筑料的研究發(fā)現(xiàn)，澆注料的氣孔率是影響堿化現(xiàn)象的主要因素之一。氣孔率與水灰比之間的關(guān)系已經(jīng)證實了結(jié)合相的氣孔率是非常重要的。  

以下是不同環(huán)境濕度對基于礬土水泥結(jié)合的輕質(zhì)澆注料粉化現(xiàn)象的影響。很明顯，環(huán)境濕度越大，堿化現(xiàn)象越明顯。

(1)澆注料及時烘干。澆注料返堿關(guān)鍵在于游離水的存在，要解決此問題就必須及時將游離水排出，在堿金屬和堿土金屬物質(zhì)遇水轉(zhuǎn)化為氫氧化物遷移前形成穩(wěn)定化合物，從而杜絕返堿現(xiàn)象發(fā)生。那么就應(yīng)該及時烘烤澆筑體，排出澆筑體內(nèi)的自由水。經(jīng)過長期的生產(chǎn)經(jīng)驗積累，個人認為可以采取如下烘烤曲線，可以達到較好的烘爐效果，且不會導(dǎo)致已施工的澆筑體發(fā)生損壞，造成不必要的返修。

(3)可以從耐火澆注料自身解決，方法就是選用低堿含量的耐火原料，提高耐火澆注料黏度及快速硬化，這樣可降低鈉鹽遷移速度，做好加強質(zhì)量管理，嚴格控制加水量，防止加水過多。