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耐火浇注料为什么会反碱,怎么解决?

2020-09-26 09:43:19 点击:
耐火浇注料浇筑施工后表面出现白霜的现象称之为反碱,为什么会反碱呢,怎么解决?出现反碱的情况有多种因素,下面请看详细的原因及解决方法。
 
耐火浇注料为什么会反碱
水硬性耐火浇注料是由耐火颗粒基料、粉料及其他不同属性的外加剂组成,在加水搅拌后具有一定强度的不定形产品。施工完毕拆模后的浇注料如果没有及时进行烘炉,在放置过程中有时表面会出现长白毛并慢慢起砂、粉化,用手触摸能明显感觉到掉砂的现象,称为返碱现象。
 
返碱的原因有很多,主要体现在以下几个方面:
1.原材料中碱性物质的影响
耐火浇注料原料中含有Fe2O3及Na2O、K2O等碱金属氧化物,这些碱金属氧化物在与水结合搅拌后形成凝结硬化,生成游离水漂浮在其表面的水中,会带有松散的胶状白色沉淀物;耐火浇注料表面未水化的水泥颗粒遇水后形成饱和溶液,随之沉淀出铝胶和水化铝酸钙,与碱金属碳酸化合物发生反应形成返碱。耐火浇注料原料、作为结合剂的铝酸钙水泥、各种添加剂、减水剂、促凝剂、防爆剂等材料中往往都含有少量的碱金属氧化物,其所含的碱部分可以溶入水中,特别是分散剂中的碱,几乎全部溶入水中,这些溶入水中的碱金属就可以通过毛细孔向硬化体表面迁移,到达表面后再与空气中的CO2反应形成碳酸盐,碳酸盐与水泥水化产物反应产生返碱。返碱后浇注体表面会有白毛 、挂白霜,返碱虽然不会影响浇注料的整体性能,但会造成浇注料表皮粗糙不平,影响外观。
 
f反碱主要化学反应方程式为:
浇注料体系内部 Na+离子的扩散和反应:
Na2O+H2O → 2Na+ + 2OH-
2Na+ +2OH- +CO2+H2O → Na2CO3·xH2O
 
碳酸盐继续和铝酸盐水泥的水化产物发生反应:
Na2CO3+CaO·Al2O3·10H2O → CaCO3+Na2O·Al2O3+10H2O
2Na2CO3+2CaO·Al2O3·8H2O → 2CaCO3+Na2O·Al2O3+2NaOH+7H2O
3Na2CO3+3CaO·Al2O3·6H2O → 3CaCO3+Na2O·Al2O3+4NaOH+4H2O
 
上述反应式中的反应产物NaOH会与大气中的CO2反应再次生成Na2CO3,新生成的Na2CO3又再次与水化铝酸钙反应再次形成NaOH,这种反应不断循环往复进行,水化铝酸钙就会不断被分解,铝酸钙水泥硬化体就会逐渐被瓦解。也就是说,由于碱的存在,它可以做为一种媒介物,促进大气中的二氧化碳对铝酸钙水泥的水化产物进行侵蚀。
 
2.气孔率和气孔孔径大小
拉法基公司通过大量对基于矾土水泥结合的浇筑料的研究发现,浇注料的气孔率是影响碱化现象的主要因素之一。气孔率的多少及气孔孔径的大小会影响碱金属成分向硬化体表面的迁移,对返碱的产生有重大影响。
 
3.环境湿度
通过不同环境湿度对基于矾土水泥结合的轻质浇注料粉化现象的研究,结果表明:环境湿度越大,碱化现象越明显。
 
耐火浇注料返碱怎么解决?
1.脱模养护后的浇注料及时烘烤。
浇注料返碱关键在于游离水的存在,要解决此问题就必须及时将游离水排出,在碱金属和碱土金属物质遇水转化为氢氧化物迁移前形成稳定化合物,从而杜绝返碱现象发生。
浇注料脱模后若发现返碱现象,需要做的就是尽快烘烤以排除水分,消除浇注料内部的钠盐的存在,使碱滞留在浇注料体内不再向表面移出。如果不能及时烘干就要做好浇注料环境密闭,在浇注料的表面覆盖塑料薄膜,从而阻止水分携带着碱向表面移出。
 
2.在新施工的衬里层表面涂抗渗透有机涂料。
新施工的浇注料如果不能及时烘干,那么可以在表面覆盖塑料薄膜或在新施工的衬里层表面涂抗渗透有机涂料,在固化24小时后再涂一次同样的涂料,从而阻止水分携带着碱向表面迁移。如采用抗渗透有机涂料,涂料应有颜色,以便区分涂刷区域和未涂刷区域,涂料燃点一般可在150℃左右,设备运行时,完全可以燃烧清除。
 
3.从耐火浇注料自身解决。
选用低碱含量的耐火原料,提高耐火浇注料黏度及快速硬化,这样可降低碱金属氧化物迁移速度,同时加强质量管理,如在施工时严格控制加水量,防止加水过多。

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