耐火浇注料的防爆技术及作用机理

冶金、水泥、石化等行业的飞速发展，对不定形耐火材料的使用性能提出了更高要求。通过选择高纯耐火原料（如板状氧化铝、电熔氧化铝、煅烧氧化铝、活性氧化铝）、优化粒度级配及强化基质等技术，使其获得更好的常温物理性能和高温性能，达到了应用要求。但同时，这也导致不定形耐火材料的结构致密、气孔尺寸小及气孔尺寸分布狭窄等问题，带来了一些如烘烤时间长、抗爆裂性能差的弊病。因此，防爆裂技术的改善及制定相应的烘烤制度，已经成为了不定形耐火材料研究的关键。

目前，国内外为改善浇注料的抗爆裂性常采用的几种外加剂有金属铝粉、偶氮酰胺等无机和有机发泡剂及乳酸铝、有机纤维等。目的都是通过增加致密浇注料内部的开口排气孔或微细裂纹来提高透气性，使浇注料中的水气易于排出，以改善抗爆裂性。它们的作用机理和存在的问题分析对比见表1。

从表1可知，与金属铝粉、偶氮酰胺和乳酸铝等相比，加入有机纤维没有化学反应发生，施工过程容易控制，影响因素较少，而且施工时没有危险性。因此大部分浇注料仅使用有机纤维作为防爆剂即可满足现场的使用要求，仅铁沟、钢包浇注料等防爆裂温度低的产品添加金属铝粉、偶氮酰胺、乳酸铝和有机纤维等组成的复合防爆剂。

有机纤维是一种很好的防爆剂，这已成为行业内的一种普遍认识。有机纤维改善材料抗爆裂性能的相关机理，也成为近年来研究的一个热点。有学者在自流浇注料中添加聚丙烯纤维，结果表明，纤维的添加量是影响浇注料自流性的关键因素，浇注料的自流性也在一定程度上受到纤维长度的影响；纤维添加物会增大浇注料的显气孔率、平均孔径和中等孔径，甚至会改变浇注料的孔径分布。有研究表明，由纤维熔化引起的材料气孔率上升是不明显的，有机纤维改善材料抗爆裂性能的主要原因，是它改善了材料内部气孔的连通性，给高温下材料内部的水蒸气排出提供了通道。

综上所述，可以得出以下结论：不同种类的防爆剂都存在裂纹、鼓胀和影响浇注料流动性的风险，应针对不同使用部位，浇注料选择相应的防爆剂来改善浇注料的抗爆裂性能。

铁沟、钢包浇注料等防爆裂温度低的产品添加金属铝粉、偶氮酰胺、乳酸铝和有机纤维等组成的复合防爆剂。

大部分浇注料仅使用有机纤维作为防爆剂即可满足现场的使用要求，但需要注意纤维长度和加入量。