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耐火材料的性能檢測
  • 發布日期:2010-11-08      瀏覽次數:3478
    •   耐火材料的不定形化是耐火材料工業技術進步的重要體現,不定形耐火材料在整個耐火材料中所占的比例,已成為衡量耐火材料行業技術發展的重要標志。近年來,不定形耐火材料的比例日本高達65%以上,美國為50%以上,歐洲諸國為50%左右;2008年,我國不定形耐火材料占耐火材料總量的34%,今后還將增長。由于近年來、高性能原料包括結合劑的采用、超細粉和分散技術的應用、添加劑的引入、粒度分布全范圍的優化、引入某些非氧化物制成氧化物———非氧化物復合的材料、采用新型的先進施工方法及基礎研究的加強等,不定形耐火材料在材質、品種、性能、施工、應用等方面的發展十分活躍,新東西可謂層出不窮。
      1.耐火澆注料凝結與硬化行為的測定
        耐火澆注料的凝結與硬化行為決定其可工作時間和脫模時間,是涉及施工zui基本的性能。然而,目前還沒有該性能公認的檢測標準,習慣的檢測方法為:靠手感按壓;采用建材行業水泥凝結時間的測定方法如維卡儀測流動值隨時間的衰減。
        手感按壓法憑經驗和感覺,結果可能因人而異;維卡儀法適宜于漿體,檢測的抽樣可操作性差;流動值隨時間的衰減檢測工作量大、費料多。國外近年來采用測水化放熱或測電導率法表征澆注料的初凝。澆注料中結合物,如水泥、水硬性氧化鋁等,水化反應開始放熱即為初凝的開始,放熱達到zui大即為初凝的結束,通過測量熱量的變化判定其可工作時間。澆注料初凝后,離子的遷移會受限,表現為電導率降低,通過測量澆注料電導率的變化,也可判定凝結的發生與否。
      2.落球法測澆注料的可泵送性
        澆注料、噴射料等不定形耐火材料采用泵送施工,可大幅提高施工效率,降低勞動強度,這已得到公認。迫切需要方便、快捷并可定量地表征它們的可泵送性。目前,評價可泵送性尚無統一標準,而可泵送性并不等同于流動性。落球法的檢測方法如下:在一容器中放置待檢測的料,需保證容器中料的深度大于鋼球直徑的3倍,自料面上方1m處,將直徑30mm、重量110g的鋼球垂直落下。鋼球落下自接觸料面開始計時,至鋼球完全沉沒入料后停止計時。沉入時間的長短是可泵送性好壞的依據。
      3.耐火噴補料制樣方法
        不定形耐火材料品種多樣,制樣的代表性建立在制樣方法與施工方法是否致密或近似等效。在傳統的不定形耐火材料制樣中,多采用澆注或模內搗打條樣的方法,這對澆注料、搗打料來說尚具有代表性,而對噴射料、涂抹料則相去甚遠。國外在這方面有改進并已形成相關標準。
      4.澆注料的抗爆裂性檢測
        不定形耐火材料在施工時往往加入一定量的液態物質,通常是水在加熱過程中分解成氣體,在制品內部產生一定的壓力,當氣體不能順暢向外逸出時將產生施工體爆裂,尤其是隨著超細粉在澆注料中的廣泛應用,材料的致密度隨之提高,烘烤中的爆裂風險加大。因此,抗爆裂性就成為烘烤性能的重要指標。我國YBT4117-2003標準規定的致密耐火澆注料抗爆裂性試驗方法,采用的是耐火澆注料脫模后的坯體試樣突然受熱法。此法有點近似熱震法,檢測的是試樣突然受到多高的溫度會產生爆裂。其升溫強度大,與實際條件相差大。而國外采用快速升溫法,檢測的是試樣在很快速度下會發生爆裂的狀況,這更接近于實際的烘烤情況。
      5.無損探傷測試
        傳統的耐火材料性能測試多為破壞性的,以抽樣的破壞程度來反映其余產品的質量好壞。這里面首先存在抽樣代表性的問題,其次也會造成材料的浪費,而且隨著采用大尺寸耐火制品和預制件的增多,破壞性檢測顯然不合適。因而,有必要發展無損探傷技術,在不破壞材料本身的前提下,探測出制品組織結構是否均勻、是否存在隱形的裂紋和夾雜缺陷,國外在這方面已有成功的做法。目前,使用較多的無損探傷技術主要采用測定聲波傳播速率的方法,若所測材料內部存在裂紋和夾雜缺陷,則聲波通過此區域的速率將有所改變,此裝置簡單、實用,使用方便。
      6.劈裂法測耐火材料的韌性
        與金屬材料相比,耐火材料屬于脆性材料。在許多情況下,人們希望耐火材料的脆性小一些,而韌性大一些,這樣材料就會表現得結實一些,不易發生脆性破壞。具體舉例來說,決定水泥回轉窯耐火襯里使用效果的一個重要性能,就是所用耐火材料的柔韌性。因為,回轉窯在熱態不斷旋轉的過程中,筒體會出現交變應力,柔韌性不夠的材料容易脆裂損毀。目前,對大多耐火材料工作者而言,韌性這個性能似乎只是一種經驗感覺,對韌性該如何表征呢?奧地利里歐本大學陶瓷材料研究中心發明了一種耐火材料韌性的抗劈裂檢測方法,既可在冷態下檢測,也可在熱態下檢測。

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