高鋁水泥澆注料是一種傳統(tǒng)的耐火澆注料，又稱耐火混凝土。它作為筑爐材料，具有初始強(qiáng)度高、價(jià)格便宜、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。在中溫爐上使用十分看好。
提高中溫強(qiáng)度的方法
高鋁水泥澆注料在加熱過程中強(qiáng)度發(fā)生變化；澆注凝固后可獲得較高的初始強(qiáng)度，但經(jīng)110℃烘干，強(qiáng)度有所下降。這是由于水化產(chǎn)物發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變和排除游離水所致；加熱300℃左右，晶型轉(zhuǎn)變快，排除游離水多，相對(duì)強(qiáng)度降低較多，一般可達(dá)18%~25%；加熱1300~1400℃，冷態(tài)強(qiáng)度回升，這是因?yàn)樾纬煞�(wěn)定的產(chǎn)物和實(shí)現(xiàn)陶瓷結(jié)合的結(jié)果；與此相反，在1400℃以上由于材料中低熔物形成較多的液相，熱態(tài)強(qiáng)度又急劇降低。
高鋁水泥澆注料這種不良的高溫性能有礙于它的應(yīng)用。目前通常使用以下三種改進(jìn)方法：使用高效耐火水泥：添加α—Al2O3細(xì)粉；加入燒結(jié)劑軟質(zhì)粘土。
粘土加入量對(duì)澆注料性能的影響
實(shí)驗(yàn)選用軟質(zhì)粘土外加量為：0.3%和6%，結(jié)果列與表1。
表1 軟質(zhì)粘土加入量對(duì)強(qiáng)度的影響
從表1可以看出，加入3%軟質(zhì)粘土對(duì)烘干強(qiáng)度影響不大，但加入6%軟質(zhì)粘土使烘干強(qiáng)度明顯下降。
加熱到900℃，材料尚未進(jìn)入燒結(jié)狀態(tài)，強(qiáng)度都有所下降。加熱到1150℃時(shí)，加入6%的強(qiáng)度不再下降反而回升，并超過另外兩種加入量，說明已進(jìn)入燒結(jié)狀態(tài)。未加的和加入3%的強(qiáng)度還繼續(xù)下降，但加入3%的強(qiáng)度仍高于未加入的。由此可見，加入軟質(zhì)粘土確實(shí)可以提高中溫強(qiáng)度。由于材料易得，價(jià)格便宜，用于中檔澆注料較適宜。
軟質(zhì)粘土的加入方法
軟質(zhì)粘土粘結(jié)性較大，在施工中如果攪拌不均，將會(huì)對(duì)澆注料性能造成不良影響。
為了使軟質(zhì)粘土加入后能分布均勻，首先將粗細(xì)骨料攪拌均勻，再加入少量水將其表面潤(rùn)濕，然后加入軟質(zhì)粘土細(xì)粉，繼續(xù)攪拌使其均勻地沾在骨料表面上，最后加入摻和料和高鋁水泥，再攪拌均勻。
如果澆注預(yù)制塊，必須設(shè)法保證有足夠的凝固后強(qiáng)度，以便運(yùn)輸和吊裝。為此軟質(zhì)粘土加入量不能過多。預(yù)制塊內(nèi)要合理加筋。為了提高預(yù)制塊的初始強(qiáng)度，防止表層粉化和脫皮現(xiàn)象發(fā)生。為提高預(yù)制塊的強(qiáng)度，可加1%~2%的SiO2細(xì)粉。該細(xì)粉可以用廢舊硅磚研磨而成，粒度小于0.088mm。
澆注料構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)
耐火材料的耐壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它的抗拉、抗折強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)應(yīng)盡量使其受壓面避免受拉、受折。
拱頂加熱時(shí)內(nèi)弧面收縮產(chǎn)生壓應(yīng)力；冷卻時(shí)內(nèi)弧面收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，外弧面產(chǎn)生壓應(yīng)力。溫度愈高，熱應(yīng)力愈大。應(yīng)當(dāng)力足以使材料產(chǎn)生龜裂時(shí)就會(huì)發(fā)生剝落。從減小熱應(yīng)力角度出發(fā)，分段拱比整環(huán)拱優(yōu)越。
由三段拼成的拱，接縫處能很好地緩沖熱應(yīng)力；安裝時(shí)如能使接縫頂緊，烘爐時(shí)各預(yù)制塊產(chǎn)生收縮，內(nèi)弧面要大于外弧面，這時(shí)接縫就會(huì)形成下大上小的裂縫。繼續(xù)加熱內(nèi)弧面膨脹，下部接縫頂緊，外弧面接縫產(chǎn)生小的開裂，拱向上抬起。冷卻時(shí)拱高下降，外弧面接縫緊緊頂死，下弧面接縫有點(diǎn)開裂。由于熱應(yīng)力緩和，避免了拱頂?shù)钠茐�。但分段拱整體性不好，吊裝時(shí)下部要有模具。一旦在接縫處產(chǎn)生上下錯(cuò)動(dòng)，也由塌頂?shù)奈：Α榱朔乐惯@種情況發(fā)生，把接觸面做成凸凹面，以便互相卡住。
