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耐火材料的性能检测
  • 发布日期:2010-11-08      浏览次数:3166
    •   耐火材料的不定形化是耐火材料工业技术进步的重要体现,不定形耐火材料在整个耐火材料中所占的比例,已成为衡量耐火材料行业技术发展的重要标志。近年来,不定形耐火材料的比例日本高达65%以上,美国为50%以上,欧洲诸国为50%左右;2008年,我国不定形耐火材料占耐火材料总量的34%,今后还将增长。由于近年来、高性能原料包括结合剂的采用、超细粉和分散技术的应用、添加剂的引入、粒度分布全范围的优化、引入某些非氧化物制成氧化物———非氧化物复合的材料、采用新型的先进施工方法及基础研究的加强等,不定形耐火材料在材质、品种、性能、施工、应用等方面的发展十分活跃,新东西可谓层出不穷。
      1.耐火浇注料凝结与硬化行为的测定
        耐火浇注料的凝结与硬化行为决定其可工作时间和脱模时间,是涉及施工zui基本的性能。然而,目前还没有该性能公认的检测标准,习惯的检测方法为:靠手感按压;采用建材行业水泥凝结时间的测定方法如维卡仪测流动值随时间的衰减。
        手感按压法凭经验和感觉,结果可能因人而异;维卡仪法适宜于浆体,检测的抽样可操作性差;流动值随时间的衰减检测工作量大、费料多。国外近年来采用测水化放热或测电导率法表征浇注料的初凝。浇注料中结合物,如水泥、水硬性氧化铝等,水化反应开始放热即为初凝的开始,放热达到zui大即为初凝的结束,通过测量热量的变化判定其可工作时间。浇注料初凝后,离子的迁移会受限,表现为电导率降低,通过测量浇注料电导率的变化,也可判定凝结的发生与否。
      2.落球法测浇注料的可泵送性
        浇注料、喷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,降低劳动强度,这已得到公认。迫切需要方便、快捷并可定量地表征它们的可泵送性。目前,评价可泵送性尚无统一标准,而可泵送性并不等同于流动性。落球法的检测方法如下:在一容器中放置待检测的料,需保证容器中料的深度大于钢球直径的3倍,自料面上方1m处,将直径30mm、重量110g的钢球垂直落下。钢球落下自接触料面开始计时,至钢球完全沉没入料后停止计时。沉入时间的长短是可泵送性好坏的依据。
      3.耐火喷补料制样方法
        不定形耐火材料品种多样,制样的代表性建立在制样方法与施工方法是否致密或近似等效。在传统的不定形耐火材料制样中,多采用浇注或模内捣打条样的方法,这对浇注料、捣打料来说尚具有代表性,而对喷射料、涂抹料则相去甚远。国外在这方面有改进并已形成相关标准。
      4.浇注料的抗爆裂性检测
        不定形耐火材料在施工时往往加入一定量的液态物质,通常是水在加热过程中分解成气体,在制品内部产生一定的压力,当气体不能顺畅向外逸出时将产生施工体爆裂,尤其是随着超细粉在浇注料中的广泛应用,材料的致密度随之提高,烘烤中的爆裂风险加大。因此,抗爆裂性就成为烘烤性能的重要指标。我国YBT4117-2003标准规定的致密耐火浇注料抗爆裂性试验方法,采用的是耐火浇注料脱模后的坯体试样突然受热法。此法有点近似热震法,检测的是试样突然受到多高的温度会产生爆裂。其升温强度大,与实际条件相差大。而国外采用快速升温法,检测的是试样在很快速度下会发生爆裂的状况,这更接近于实际的烘烤情况。
      5.无损探伤测试
        传统的耐火材料性能测试多为破坏性的,以抽样的破坏程度来反映其余产品的质量好坏。这里面首先存在抽样代表性的问题,其次也会造成材料的浪费,而且随着采用大尺寸耐火制品和预制件的增多,破坏性检测显然不合适。因而,有必要发展无损探伤技术,在不破坏材料本身的前提下,探测出制品组织结构是否均匀、是否存在隐形的裂纹和夹杂缺陷,国外在这方面已有成功的做法。目前,使用较多的无损探伤技术主要采用测定声波传播速率的方法,若所测材料内部存在裂纹和夹杂缺陷,则声波通过此区域的速率将有所改变,此装置简单、实用,使用方便。
      6.劈裂法测耐火材料的韧性
        与金属材料相比,耐火材料属于脆性材料。在许多情况下,人们希望耐火材料的脆性小一些,而韧性大一些,这样材料就会表现得结实一些,不易发生脆性破坏。具体举例来说,决定水泥回转窑耐火衬里使用效果的一个重要性能,就是所用耐火材料的柔韧性。因为,回转窑在热态不断旋转的过程中,筒体会出现交变应力,柔韧性不够的材料容易脆裂损毁。目前,对大多耐火材料工作者而言,韧性这个性能似乎只是一种经验感觉,对韧性该如何表征呢?奥地利里欧本大学陶瓷材料研究中心发明了一种耐火材料韧性的抗劈裂检测方法,既可在冷态下检测,也可在热态下检测。

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