澆注料的防爆性能和其他性能

        目前使用的高性能澆注料一般都加入了水硬性的水泥以及一些微粉，施工過程中加入了6%左右的水，這樣，在砌體中就存有大量的游離水和結晶水。如何將耐火澆注料中的水分安全迅速地排除，一直是砌體烘烤中老大難問題。澆注料中的水以三種方式存在：自由水、吸附水、結合水。其中自由水和吸附水占絕大部分，自由水在加熱到110℃時可以排除，吸附水主要是微粉表面由減水劑形成的水膜，在180℃左右蒸發。結晶水主要是水泥水化生成的CAH10、C2AH8、C3AH6和AH3中的結晶水，一般可在250℃左右脫去。水化物，特別是三水鋁石在干燥過程中會放出大量氣體，容易產生爆裂。為減輕爆裂的發生，在脫自由水階段可以升溫慢一些，時間長一些，保證坯體內部形成細微的貫通的氣孔，保證后面吸附水和結晶水的順利脫出。

         一般烘烤制度、顆粒級配、防爆劑的種類及加入量等都會影響澆注料的防爆性能和其他性能。
1、烘烤制度：有些廠家為了提高設備的運轉率和生產效率，降低生產成本，從而縮短澆注料的施工、養護和烘烤時間。如果沒有一個好的烘烤制度，澆注料的烘烤過程中很容易發生爆裂。一般的低水泥、超低水泥澆注料引入了大量的微粉，填充了許多細小的空隙，使得這類澆注料致密性高，透氣性低，導致在烘烤中砌體內部產生的水蒸氣難以排出，澆注料的內部形成高溫高壓的環境。在此環境下會發生水化反應，生成AH這種更難脫去水的水化物。若是此時再縮短烘烤時間，大量的水蒸氣未被排出，對澆注料來說絕對是致命的。因此根據澆注料中水的存在形式，制定合理的烘烤制度才是關鍵。一般低水泥、超低水泥澆注料的烘烤區間段為室溫～110℃，110℃～180℃，180℃～250℃。前期游離水脫水階段升溫速率不宜過快，一般按10～20℃/h的速度升溫，110℃左右析出游離水，180℃左右析出吸附水，250℃左右析出結晶水，110℃和180℃這兩個時間點應保溫一段時間，在這兩個溫度點要保溫40～50h；考慮到厚度方向傳熱阻力，升溫至350℃再次保溫。

2、顆粒級配：自流澆注料、可泵送澆注料和振動澆注料的顆粒級配不同，骨料逐漸增加。由于基質-骨料界面是多孔、透氣的，其厚度與細料的粒度相當，在沒有纖維的情況下，當骨料逐漸增加時，材料的透氣度逐漸增加。
硬質纖維，軟化點在105℃~120℃左右、分散性不好。因此PP纖維在振動下會平行分布，搭橋效應不好；熔點高，脫自由水階段，纖維收縮但沒有完全炭化，氣孔增大但卻并沒有打通，自由水仍然難以排出；分散效果差，所以必須多加水才能保證流動性，而水加多了，澆注料的氣孔增多，性能就會降低，另一方面很多纖維團聚在一起導致某個部位的氣孔增多，性能同樣會降低。日本生產的PVA纖維具有更細的纖維直徑，收縮后留下的孔徑更小，利于抗渣。更佳的分散性，很容易在澆注料中均勻分散。獨特的親水性和水溶性，對澆注料的流動性影響很小。在澆注料自由水排除期間，已經開始收縮，提高了透氣度；110℃烘烤后的脫水量提高近20%，提高烘烤安全性。 在沒有纖維的情況下，當骨料逐漸增加時，材料的透氣度逐漸增加。

3、防爆劑 為降低澆注料烘烤過程中的風險，添加防爆劑是一種重要的途徑。目前市場上用的防爆劑大多分為以下幾類：金屬鋁粉、有機防爆劑和有機纖維。

1)、金屬鋁粉作為防爆劑及抗氧化劑等在國內外被廣泛采用。金屬鋁粉的防爆 原理是：
2Al+2OH－+6H2O→2[Al(OH)4]－ +3H2↑
然而一旦控制不好，極易造成 澆注體發生鼓脹開裂，導致結構強度降低。這是因為金屬鋁粉在澆注料中反應產生氣體的量和速度與鋁粉的活性、細度、純度，以及結合劑的硬化情況、環境溫度等工藝因素都有很大關系，生產中很難控制。目前金屬鋁粉已經逐漸被有機纖維取代。

2)、有機防爆劑中最常用的有偶氮甲酰胺和乳酸鋁。 偶氮甲酰胺在水泥和水的共同作用下分解放出以N2為主的氣體。氣體逸出時在澆注料內部形成微細的開口氣孔。具體反應式為： C2N4H4O2+Ca(OH)2+2H2O→Ca(C2N2O4)+2NH4OH;3Ca(C2N2O4)+3H2O→2N2↑+3CO2↑+3CaCO3+2NH3↑ 乳酸鋁是以溶液狀態加入澆注料內使用，在養護過程中基質發生膠化而產生龜甲狀裂紋，提高澆注料的透氣性。
3）、有機纖維 有機纖維作為防爆劑具有許多優異的性能，已逐漸取代金屬鋁粉成為市場上最熱門的防爆劑。目前市場上最熱門的有機纖維有兩種，一種是傳統的聚丙烯纖維（PP纖維），另一種是親水的聚乙烯醇纖維（PVA纖維）。二者都是經過溶解或熔化在澆注料中增加微氣孔，從而提高澆注料的透氣度。PP纖維為針狀硬質纖維，軟化點在105℃~120℃左右、分散性不好。因此PP纖維在振動下會平行分布，搭橋效應不好；熔點高，脫自由水階段，纖維收縮但沒有完全炭化，氣孔增大但卻并沒有打通，自由水仍然難以排出；分散效果差，所以必須多加水才能保證流動性，而水加多了，澆注料的氣孔增多，性能就會降低，另一方面很多纖維團聚在一起導致某個部位的氣孔增多，性能同樣會降低。日本生產的PVA纖維具有更細的纖維直徑，收縮后留下的孔徑更小，利于抗渣。更佳的分散性，很容易在澆注料中均勻分散。獨特的親水性和水溶性，對澆注料的流動性影響很小。在澆
注料自由水排除期間，已經開始收縮，提高了透氣度；110℃烘烤后的脫水量提高近20%，提高烘烤安全性。


       有機纖維的長度對澆注料的透氣性也有影響。對于不同顆粒級配的澆注料應選用不同長度的有機纖維?？杀盟蜐沧⒘项w粒與顆粒之間距離遠，需要長纖維才能增加透氣度，短纖維對透氣度的影響不大；而對于振動澆注料而言，短纖維也能明顯提高澆注料的透氣性 硬質纖維，軟化點在105℃~120℃左右、分散性不好。因此PP纖維在振動下會平行分布，搭橋效應不好；熔點高，脫自由水階段，纖維收縮但沒有完全炭化，氣孔增大但卻并沒有打通，自由水仍然難以排出；分散效果差，所以必須多加水才能保證流動性，而水加多了，澆注料的氣孔增多，性能就會降低，另一方面很多纖維團聚在一起導致某個部位的氣孔增多，性能同樣會降低。日本生產的PVA纖維具有更細的纖維直徑，收縮后留下的孔徑更小，利于抗渣。更佳的分散性，很容易在澆注料中均勻分散。獨特的親水性和水溶性，對澆注料的流動性影響很小。在澆注料自由水排除期間，已經開始收縮，提高了透氣度；110℃烘烤后的脫水量提高近20%，提高烘烤安全性。 有機纖維的長度對澆注料的透氣性也有影響。對于不同顆粒級配的澆注料應選用不同長度的有機纖維?？杀盟蜐沧⒘项w粒與顆粒之間距離遠，需要長纖維才能增加透氣度，短纖維對透氣度的影響不大；而對于振動澆注料而言，短纖維也能明顯提高澆注料的透氣性。

       對低水泥、超低水泥這類高性能澆注料而言，提高透氣度是提高防爆性能的原理。采取合理的烘烤制度，合理的顆粒級配，加入親水性的防爆纖維均為提高烘烤防爆性能的有效方法。