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減水劑對(duì)剛玉尖晶石澆注料的泌水性
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摘 要:本文研究了剛玉尖晶石系統(tǒng)耐火澆注料的分散與泌水問(wèn)題,提出了解決問(wèn)題的新途徑。并通過(guò)實(shí)驗(yàn),對(duì)比了該系統(tǒng)常用的幾種高效減水劑的使用效果,從而驗(yàn)證了復(fù)合外加劑對(duì)于解決分散與泌水問(wèn)題的有效性,為澆注料用外加劑提供了新的途徑。
關(guān)鍵詞 高效減水劑,自流值,防泌水
高純耐火澆注料的泌水問(wèn)題一直是一個(gè)難題,目前解決泌水問(wèn)題的辦法主要有:1)添加增稠劑。通過(guò)添加此類物質(zhì)來(lái)達(dá)到保水的作用,從而解決泌水問(wèn)題。2)通過(guò) 降低拌和用水量,減少耐火澆注料的自由水含量,從而減少泌水。3)調(diào)整耐火澆注料配方,增加微粉用量和體系的粘度,從而達(dá)到保水的效果。對(duì)于第一種方法, 目前的技術(shù)難點(diǎn)在于無(wú)法有效減少增稠劑對(duì)耐火澆注料流動(dòng)性的負(fù)面影響,在取得防泌水效果的同時(shí),損失了體系的流動(dòng)性,進(jìn)而影響到實(shí)際的使用性能。究其原因 在于增稠劑分散相對(duì)困難,而且與減水劑之間發(fā)生沖突。第二種方法效果也很有限,因?yàn)閱为?dú)的通過(guò)改進(jìn)減水劑來(lái)降低拌和用水量,不能從根本上減少體系中自由水 的比例,同樣會(huì)泌出相應(yīng)的自由水。第三種方法是目前采用的基本方法,但調(diào)整空間不大,效果一般的問(wèn)題。
近年來(lái)國(guó)外一些先進(jìn)的外加劑公司嘗試新的思 路,復(fù)合前兩種方法,開發(fā)了復(fù)合減水劑產(chǎn)品技術(shù),即:在外加劑中復(fù)合了更多的有效成分,通過(guò)創(chuàng)新的復(fù)合制造工藝,很好的解決了增稠與改善減水的問(wèn)題。本工 作結(jié)合鋼包系統(tǒng)用耐火澆注料的配方體系,研究了國(guó)內(nèi)常用的高效減水劑的使用效果,同時(shí)對(duì)比了一款國(guó)內(nèi)采用復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)的耐火澆注料用防泌水高效減水劑產(chǎn)品 在該系統(tǒng)中的應(yīng)用,以期為國(guó)內(nèi)不定形技術(shù)人員提供借鑒交流。 1 試驗(yàn)
1.1 原料
試驗(yàn)所用的原料有:板狀剛玉,白剛玉微粉,活性α-Al2O3微粉,A70電熔尖晶 石,Secar71水泥;減水劑有:SM,F(xiàn)DN3000,SN-2,ADS/W,F(xiàn)S/W10,NF-2,WSM-R1。
1.2 試驗(yàn)方法
按板狀剛玉75%,A70電熔尖晶石10%,白剛玉微粉5%,活性α-Al2O3微粉5%,Secar71水泥5%配比稱料,減水劑SM、SN-2、ADS/W、FS/W10、NF-2、FDN3000、WSM-R1分別外加 0.15%、0.2%、0.5/0.5%、0.05/0.05%、0.25%、0.2%、0.3%,在攪拌鍋中干混2 min,加水后再攪拌3 min,取出后用跳桌流動(dòng)度測(cè)試儀測(cè)試自流流動(dòng)值。
自流流動(dòng)值為提起錐模1 min時(shí)澆注料的近似流淌直徑值:錐模上下截面為φ70 mm,φ100 mm,高度為60 mm。工作時(shí)間以流動(dòng)值保持大于120 mm的時(shí)間。澆注成40 mm×40 mm×160 mm試樣,進(jìn)行常規(guī)性能指標(biāo)測(cè)試。
2 結(jié)果與討論
施工性能和試樣常溫性能試驗(yàn)結(jié)果如表1、表2所示。由表1可知,在幾種減水劑中,WSM-R1具備最佳的減水效果,ADS/W、FS/W10的減水效果次之,而SM、SN-2、NF-2、FDN3000的減水效果比較差。
這是因?yàn)閃SM-R1是采用復(fù)合技術(shù)研發(fā)的新一代高效減水劑,所含的主要減水成分是一種有機(jī)聚羧酸減水劑。在復(fù)合生產(chǎn)過(guò)程中,聚羧酸系減水劑通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)技術(shù),在分子的主鏈或側(cè)鏈上引入活性基團(tuán)如磺酸基、羧基、羥基、胺基及聚氧化乙烯基等,使分子具有梳型結(jié)構(gòu)。當(dāng)聚羧酸系減水劑摻入澆注料后,減水劑所帶 的極性陰離子活性基團(tuán)如—SO3-、—COO-等通過(guò)離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵及范德華力等相互作用緊緊地吸附在強(qiáng)極性的微粉,水泥顆粒表面,從而使顆粒帶 電,根據(jù)同性電荷相斥原理,阻止了相鄰顆粒的相互接近,改善了和易性,減少了拌水量。同時(shí)結(jié)構(gòu)中具有親水性的聚醚側(cè)鏈,伸展于水溶液中,從而在所吸附的顆 粒表面形成有一定厚度的親水性立體吸附層。在顆粒間產(chǎn)生空間位阻作用,重疊越多,空間位阻斥力越大。因此,聚羧酸系高效減水劑在用量較小的情況下,便對(duì)澆 注料有顯著的分散作用,同時(shí)聚合物的親水聚醚側(cè)鏈在水泥水化產(chǎn)物中仍可以伸展開,這樣聚羧酸類減水劑受到水泥的水化反應(yīng)影響小,可長(zhǎng)時(shí)間地保持分散效果。
ADS/W 和FS/W10在本質(zhì)上與WSM-R1屬于同一類外加劑,性能比較接近,但是不同廠家的生產(chǎn)工藝,以及在澆注料中的分散性能差異應(yīng)該是產(chǎn)生比較大差別的原因。而SM、SN-2、NF-2和FDN3000本質(zhì)上屬于三聚氫氨、聚丙烯酸、氨基磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物系列減水劑,屬于第二代高效減水劑,不具 有聚羧酸減水劑的梳狀結(jié)構(gòu),在分散性能上差距很大。 在以上所有高效外加劑的自流澆注料配方中,只有WSM-R1沒(méi)有出現(xiàn)泌水問(wèn)題。該產(chǎn)品是唯一采 用復(fù)合技術(shù)生產(chǎn),含有特殊的保水成份——羥丙基甲基纖維素。產(chǎn)品通過(guò)噴射干燥工藝,成功地解決了載體原料,減水成分和保水成分的有效復(fù)合,根本上解決了有機(jī)聚合反應(yīng)相互影響的問(wèn)題。在水溶液中,所含的保水成分,溶解后能夠固定水膜,強(qiáng)化分散和保水功能,從而解決了澆注料的泌水問(wèn)題。需要說(shuō)明的是,隨著WSM-R1用量的增加,有效成分也相應(yīng)的增多,所以會(huì)進(jìn)一步改善流動(dòng)性能和保水性能。但是加入量過(guò)多,接近臨界膠縮濃度,會(huì)產(chǎn)生高分子側(cè)鏈的相 互膠鏈,降低分散效果。
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