摘要：本文主要是针对铁沟浇注料在现场施工过程中经常出现的泌水性问题进行讨论和研究。试验中分别研究了添加防泌水剂和增加氧化铝微粉用量两种方法来泌水问题的解决对比。结果表明添加防泌水剂和增加氧化铝微粉用量都可以有效得解决浇注料的泌水问题，但是从性价比和后期使用性能上看添加防泌水剂效果更佳。同时还得出防泌水剂Saceel T20的最佳加入量为0.005%。

关键词：泌水性；加水量；防泌水剂；粘度

1.       引言

不定形耐火浇注料在振动浇注时会经常发生泌水(偏析、分层)现象，尤其是在使用现场，由于施工条件比较恶劣以及施工人员的操作等问题，在现场施工中往往加水量会偏大，震动时间偏长，这样会导致浇注料出现严重泌水现象。泌水现象容易导致浇注料表明开裂，浇注料内部出现分层偏析现象，在浇注料的表明和上层往往会出现细分偏多，从而影响到浇注料的最终使用性能。而出铁沟浇注料现场施工过程中也会经常遇到此现象。

目前解决泌水（偏析、分层）现象的主要办法是通过调整浇注料配方增加微粉用量，提高浇注料的粘度，从而达到防治泌水的效果；另一方面就是尽量减少浇注时的加水量^[1]。但是对于耐火材料使用现场浇注的情形时，往往由于施工条件的困难，现场加水量是难以控制，因此通过加水量的控制难以达到防止泌水（偏析、分层）的效果；而增加微粉用量可以起到一定的防止泌水效果，但是对原配方调整较大，对浇注料的后期使用影响较大，而且使用成本增加明显。

因此，一种新型的防泌水剂产品Saceel系列产品，很好解决了不定形耐火浇注料中的泌水问题，同时对浇注料的使用不产生负面影响。本工作主要对比研究了添加防泌水剂Saceel系列中的T20 和增加氧化铝微粉用量两种方法在刚玉-SiC-C体系铁沟低水泥浇注料中的应用效果。

 

2.       试验

2.1 原料

试验所用的原料有：棕刚玉、97碳化硅、活性氧化铝微粉、CA70水泥、减水剂FS20和防泌水剂Saceel T20。主要原料成分如表1所示。

表1 主要原料性能指标 wt%

2.2 实验方案

本试验主要是在刚玉-SiC-C体系低水泥浇注料中进行对比试验，该类浇注料应用较广的铁沟浇注料中。其对比试验方案分别为表2所示。

表2刚玉-SiC-C体系试验方案wt%

 

2.3 实验的制备与性能检测

将原料按照上面方案中的配比称料、混合。加水搅拌浇注振动成40mm×40mm×160mm的条样。自然养护24小时，再脱模在110℃干燥24小时，然后经1500℃保温3小时热处理。分别根据GB/T 2997-2000、GB/T 3001-2000、YB/T 5203-1993检测不同温度处理后试样的体积密度、显气孔率、常温抗折耐压强度、线变化率；

对于浇注料的泌水性检测方法采用之前的一篇文献报道，具体方法是采用一种振动浇注料泌水检测装置，如图1所示。

图1 振动浇注料泌水性检测装置示意图

检测原理为测量振动台振动时通过狭缝通道进入接料盘的析出浆体重量，并由此计算泌水率。具体方法如下：

（1）    测量料筒和接料盘的质量分别记为M1和M2；

（2）    将一定量的浇注料装入料筒并测量总重量，记为M3;

（3）    将料筒、接料盘和底盘固定在振动台上，开启振动台振动10min；

（4）    振动结束后，取出接料盘并测量接料盘和浆体的总重，记为M4；

振动浇注料的泌水率计算公司公式为：

B_泌水率=（M4-M2）*100%/（M3-M1）

3 结果与讨论

3.1 施工性和泌水性

在刚玉-SiC-C质低水泥浇注料的基础配方中分别加入两种不同加入量的水，一种浇注完后较为正常，另外一种明显出现泌水，然后再按照出现泌水的水加入量分别增加氧化铝微粉加入量和加入防泌水剂Saceel T20进行防泌水试验对比。结果如图1和图2所示。

图2为刚玉-SiC-C质低水泥浇注料在不同加水量和不同方案中的流动值；图3为每种情况下的泌水率。从图2和图3中可以看出，刚玉-SiC-C质低水泥浇注料从4.2%的加水量增加到5.0%之后流动值可以增加较多，但是浇注完后出现表面明显泌水现象，G2泌水率高达3.5%以上。G3中是多增加了5%的活性氧化铝微粉，在同样的5.0%加水量条件下，流动值可以达到185mm，同时浇注完后泌水现象明显好转。G4是加入了0.005%的防泌水剂Saceel T20，也是在5.0%加水量条件下，流动值和G2基本一致，同时浇注完后的防泌水效果更好。这说明防泌水剂T20的加入对浇注料的流动值不会产生任何影响。

图2刚玉-SiC-C浇注料流动值图3刚玉-SiC-C浇注料泌水率

3.2 脱模强度和常温强度

 

图4刚玉-SiC-C浇注料脱模强度图5刚玉-SiC-C浇注料干燥强度

从上面的图4-图5可以看出，在刚玉-SiC-C铁沟浇注料中，当加水量过多后（G1和G2）也是出现大面积泌水现象，此泌水现象出现后也会导致后期的脱模强度和干燥强度都出现大幅度降低，从而影响到材料的使用寿命。试验中也是通过添加活性氧化铝微粉的添加量和添加防泌水剂SaceelT20（G3和G4）两种方式可以有效得解决在加水量过多的情况下出现泌水的问题，同时对后期的施工性、强度均没有较大影响。但是添加防泌水剂SaceelT20的方式性价比较高，同时对原配方不需要任何改动，使用起来方便。

图6 1500℃烧后强度图71500℃烧后线变化

图6和图7分别为试样经过1500℃高温处理后的抗折耐压强度和线变化率。可以看出，其高温烧后的强度变化规律和前面的基本一致，也是G2的最低，加水过多导致泌水分层后也影响到高温强度，而增加氧化铝微粉的G3和加入防泌水剂的G4都可以保持原来的强度指标，但是G3的烧后抗折耐压强度较原来有较大的提升，主要是由于添加活性氧化铝微粉促进了材料的烧结性。

此现象也可以从图6的烧后线变化规律反应出来。图6中G3的线膨胀率降低都是由于氧化铝微粉的增加促进了试样的烧结，但是烧结性太好的浇注料在高温下也容易出现剥落现象。而G4加入防泌水剂的试样在烧后的各项性能指标上和原来基本上都保持一致。

因此，从上面的数据结果可以分析出，对于铁沟浇注料现场施工中出现的泌水现象可以从添加氧化铝微粉的用量和添加防泌水剂Saceel T20两方面来解决，但是从后期的使用效果和原料成本来看，增加氧化铝微粉用量会明显提高原料成本以及对材料的配方改动较大，会提高材料的烧结性，可能影响到后期的使用性能；而采用添加防泌水剂Saceel T20的成本要远比氧化铝微粉的成本低，同时基本上不需要进行改变和调整，只需要外加即可解决泌水（偏析、分层）问题，同时还对材料的其他性能不产生影响。

4结论

本文主要是针对铁沟浇注料现场施工出现的泌水现象进行探讨和研究，主要得出以下结论：

（1）    泌水（偏析、分层）现象对浇注料的常温强度和高温强度影响较大；

（2）添加防泌水剂Saceel T20和增加氧化铝微粉都可以有效的解决浇注料泌水（偏析、分层）。但增加铝微粉受限不同材料配比、水量敏感性调节较小和成本高昂，现场施工料感不好，后期性能变化较大，等多重因素制约，该方案并未得到使用者的认可；同时，从综合性价比考虑，添加高纯的防泌水剂Saceel  T20 成本极低，且各类体系适应性高，对材料前期施工性、流动性、后期高温性能均无影响，是较好的解决方案。

（3）防泌水剂Saceel T20的最佳加入量为0.005%。