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1、394 NAIHUO CAI LI AO/耐火材料2005/5 减水剂对高铝水泥浇注料需水量和强度的影响 章荣会 1, 2) 孙加林 1) 洪彦若 1) 党红有 2) 1) 北京科技大学材料科学与工程学院 北京100083 2) 北京联合荣大工程材料有限责任公司 无论是硅酸盐水泥混凝土还是高铝水泥浇注料,要想获 得好的施工性能和高的强度,都必须使用合适的减水剂。但 减水剂除了具有减水作用之外,还对水泥的水化产生影响,从 而影响浇注料的强度。本工作研究几种减水剂对高铝水泥净 浆和砂浆的减水效果以及对高铝水泥砂浆强度的影响,从而 优选出最合适的高铝水泥浇注料用减水剂。 1 试验 1. 1 原料 试
2、验原料采用625#高铝水泥和粒度 3 mm的石英砂,减 水剂分别为三聚磷酸钠 (3P, 铝酸盐水泥的常用减水剂)、 六偏 磷酸钠(6P)和FE高效减水剂(磺化焦油减水剂,硅酸盐水泥 的常用高效减水剂)。 1. 2 试验方法 称取1 kg高铝水泥,加入0. 36 kg水和设计量的减水剂, 搅拌3 min成为高浓度浆体,立即采用NDJ - 1旋转式粘度计 测量浆体的粘度,以确定水泥净浆的最佳减水剂掺加量。 为了研究减水剂对高铝水泥浇注料需水量和强度的影 响,设计出表1的配料比。首先配制出1 kg料,加入适量自来 水搅拌3 min后,按GB8077 - 87 混凝土外加剂匀质性试验方 法 测定砂浆的
3、自流流动值,不断调整加水量并重复这一过 程,直至砂浆的自流流动值达到200210 mm,此时的加水量 即为该组配料的需水量。然后,按表1的配料比和试验确定 的需水量配成砂浆,灌入40 mm40 mm160 mm三联模内, 并立即放入标准养护室(温度 (20 3) ,相对湿度 85% ) 内, 24 h后脱模,脱模后继续放在标准养护室内养护,测量脱 模养护1 d、3 d及7 d后试样的耐压强度。 表1 减水剂对高铝水泥浇注料强度影响的试验配比(w)% 试样编号0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13# 石英砂6060606060606060606060606060 625#
4、CA4040404040404040404040404040 3P( 外加)-0. 080. 120. 20. 4- 6P( 外加)-0. 040. 080. 120. 20. 4- FE( 外加)-0. 080. 120. 20. 4 2 结果与分析 2. 1 减水剂对水泥净浆粘度的影响 图1示出了3种减水剂对水泥净浆粘度的影响。可以看 出:当减水剂的加入量为0. 1%时,加入6P的浆体已具有很低 的粘度,而加入3P和FE的浆体仍具有很高的粘度;当减水剂 的加入量达到0. 2%后,加入FE的浆体粘度最低,加入6P的 浆体粘度次之,加入3P的浆体粘度最高;而6P在加入量较少 的情况下可以获得较
5、低粘度的浆体。 图1 减水剂对水泥净浆粘度的影响 2. 2 减水剂对水泥砂浆需水量和强度的影响 减水剂对水泥砂浆需水量和强度的影响见表2。可以 看出: (1)加入FE的砂浆 (10 #13#)的需水量最低 ,说明FE具 有最强的减水作用,这与前面水泥净浆的试验结果一致。 (2)从养护1 d后试样的强度来看, 3种减水剂的最佳加 入量均为0. 08%0. 12% ,此时试样的耐压强度达到最高,这 显然是因为减水剂降低了砂浆的需水量,从而提高了砂浆的 密实度;但当3P和FE的加入量达到0. 4%时,养护1 d后试 样的强度几乎为0,这可能是因为水泥颗粒表面大量吸附减水 剂后抑制了水泥颗粒水化;但6
6、P对水泥颗粒的水化似乎没有 明显的抑制作用。 (3)比较加入不同减水剂的3种试样的强度可以看出:加 3P试样的强度最高,加FE试样的强度最低。这说明, FE虽然 具有高的减水效率,却并不具有最佳的增强效应。因此,在选 择减水剂时,不能仅仅考虑减水剂的减水效率,同时必须考核 减水剂对强度的影响。 表2 减水剂对高铝水泥浇注料强度的影响 试样编号0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13# 加水量/%20. 013. 413. 013. 013. 514. 714. 512. 2512. 212. 912. 310. 911. 010. 0 流动值/mm205207200201
7、200210210200200209211208215215 耐压强度/ MPa 1 d 3 d 7 d 367574600. 549646558565657441 4678808038556774696765785143 4688908851627780767773708651 2005 /5耐火材料/NAIHUO CAI LI AO395 3 结语 (1)对于高铝水泥净浆系统,掺加FE比掺加3P和6P可 以获得更低的粘度。 (2)对于本试验砂浆, 3P、6P和FE都具有良好的减水作 用,但FE比3P和6P的减水效率更高。 (3) 3 种减水剂均在加入量为0. 08%0. 12%时,浇注料
8、的强度最高。 (4)过量的3P与FE都会严重抑制浇注料的强度发展,但 6P并不表现出明显的抑制作用。 (5)综合比较3P、6P与FE的作用性能,对于选定的高铝 水泥砂浆体系, 6P可能是最安全的减水剂。 章荣会:男, 1964年生,博士研究生。 编辑:黄卫国 Si O2微粉加入量对水泥窑用耐碱浇注料性能的影响 周永生 刘振英 薛群虎 西安建筑科技大学材料科学与工程学院 西安710055 水泥窑的预热器系统、 预分解炉、 上升烟道和三次风管等 部位温度在8001200之间,过去大都采用普通粘土质或 高铝质耐火材料。由于窑气中碱的富集,普通粘土砖或高铝 砖在遭受碱侵蚀时,在砖内形成白榴石( KAl
9、Si O4)、 钾霞石 (KAlSi2O6)等膨胀矿物,使砖面疏松、 开裂,大大影响了窑的 操作。为此,针对上述不适用定形砖的部位,研制了性能优异 的耐碱浇注料。耐碱浇注料是以耐火粘土熟料等硅铝质材料 为原料,以铝酸盐水泥作结合剂,掺入适当外加剂配制成的具 有耐碱性的水硬性浇注料。这类耐碱浇注料与碱蒸气接触 时,表面能形成釉面层,阻止侵蚀继续加深。本工作主要研究 了SiO2微粉加入量对耐碱浇注料抗碱性、 强度和烧后线变化 率的影响。 1 试验 1. 1 原料 试验用原料有粘土熟料、SiO2微粉、 钾长石、 瓷粉、 三聚磷 酸钠(分散剂)、 铝酸钙水泥(结合剂)和无水K2CO3(渣)。原 料的化
10、学组成见表1。 表1 原料的化学组成(w)% 原 料Al2O3SiO2CaOFe2O3MgONa2OK2O 粘土熟料35. 655. 50. 301. 000. 801. 062. 04 铝酸钙水泥52. 45. 9334. 51. 69-0. 090. 03 SiO2微粉1. 6292. 900. 411. 58-0. 35- 钾长石18. 462. 5-0. 250. 36-16. 4 1. 2 试验方法 将原料烘干,按表2配料。外加0. 15%的三聚磷酸钠,加 表2 试验配方(w)% 试样编号A1A2A3A4A5 粘土 85 mm1717171717 53 mm1616161616 31
11、 mm2424242424 1 mm1414131210 0. 088 mm108876 铝酸钙水泥1010101010 钾长石55555 瓷 粉44444 SiO2微粉02358 水搅拌均匀后,在振动台上振动成型成40 mm40 mm160 mm的试样和70 mm70 mm70 mm、 内孔尺寸为 25 mm 35 mm的坩埚试样。自然养护24 h后脱模,经11024 h烘 干,在10003 h条件下处理。 测量试样的烧后线变化率,并测定烘干及烧后试样的常 温耐压强度和常温抗折强度。 试样的抗碱性是将一定量的K2CO3放入坩埚试样内,在 高温下硅铝质材料与碱反应发生体积膨胀,以试样外观的破 坏程度来评价其抗碱能力。 2 结果与分析 SiO2微粉的加入量对浇注料抗折强度和耐压强度的影响 分别见图1和图2。可以看出:随着SiO2微粉加入量的增多, 干燥及烧后试样的常温耐压强度和常温抗折强度均增大,在 图1SiO2微粉加入量对抗折强度的影响 图2SiO2微粉加入量对耐压强度的影响
