施工中出现耐火浇注料的收缩、粉化、泌水、渗透，怎么办？！

不定型耐火浇注料的应用范围越来越广，在使用过程中出现的问题也越来越多，有些对于浇注料性能及施工了解的可能很多就能解决中间的问题，但一些下游客户在施工时对于出现的一系列粉化、长白毛、收缩、水化等问题不甚了解，以至于担心是不是质量不好或者是施工人员操作的问题。今天我们针对这几项常见的问题做几个摘录。

以下内容全摘自技术资料合集《耐火材料百科全书》。全书目录及详情可识别文末二维码或者点击阅读原文查看。

80、耐火浇注料表面长白毛、粉化的原因?

这种现象叫做耐火浇注料出现了返碱。

原因主要是因为耐火浇注料配制的原料中含有比如Na、K、Fe₂O₃等碱金属氧化物，而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，这种现象是由于耐火浇注料表面未水化的水泥颗粒遇水后形成的饱和溶液，随之沉淀出铝胶和水化铝酸钙导致碱金属氧化物与空气中的二氧化碳等发生反应形成的。

比如耐火浇注料原料中耐火骨料、耐火粉料、作为耐火浇注料结合剂的铝酸钙水泥，各种微硅粉和添加剂、减水剂、促凝剂、防爆剂等。这些材料中往往都含有少量的碱金属氧化物，其中所含的碱，有一部分可以溶入水中，特别是分散剂中的碱，几乎全部溶入水中。而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反应形成碳酸盐造成返碱，返碱后出现长白毛、挂白霜，这种现象虽然不会影响耐火浇注料的整体性能，但会造成施工体表皮粗糙不平，影响外观。

铝酸盐类的耐火浇注料表面出现粉化的话，一是碱杂质引起的表面粉化，二是碳酸化反应引起的表面粉化。只要有水泥水化产物的存在，那么以下的反应就会循环进行。

81、耐火浇注料低温收缩的原因?

耐火浇注料的线变化率过大，对其衬体的破坏较大，易产生结构剥落，降低其使用寿命。因此应采用外加剂等技术措施，尽量降低材料的线收缩变化。而耐火浇注料低温收缩的原因通常出现在两种情况下：

(1)浇注成型拆模养护后，需要进行烘炉，将耐火浇注料中的结晶水和游离水烘干排出的时候发生的体积变化。

(2)浇注料在高温使用过程中发生化学反应导致的线变化。以上两种情况均会造成耐火浇注料的收缩，此类现象属于耐火浇注料材质调配不合适而引起的，需要改善材料的材质，在基质中引入金属硅优化浇注料的基质组成，可减少收缩，提高产品的耐高温性，使浇注料具有优良的抗高温线变化率性能、热震稳定性能、荷重软化温度高的性能。

在耐火浇注料中添加不同的外加剂，金属硅、红柱石粉、蓝晶石粉等都能起到一定的高温抗收缩性能，加入金属硅粉，在1400℃时能彻底解决了高温收缩弊端，抵消其高温线收缩变化，减少高温使用过程中收缩裂纹现象，其加入效果好于蓝晶石、红柱石。但是由于金属硅的价格较贵，降低其加入量对于成本的控制有着关键的作用。

82、耐火浇注料产生泌水的原因?

耐火浇注料是由耐火骨料，粉料以及结合剂和外加剂等加水搅拌硬化而成，通常各组分以及气孔的分布都比较均匀且稳定。

但也有不均匀的情况：一是骨料下沉，浆体上浮(亦即我们通常所说的泛浆);二是浆体下沉，骨料上浮;三是水分上浮逸出，即泌水。产生不均匀的直接原因是各组分密度不同导致沉降或上浮，前两种情况直接导致浇注料的宏观不均匀性，而后者则在宏观上仍然是均匀的，但是会导致耐火浇注料表面不均匀和内部局部不均匀。

根据水分在耐火浇注料中的存在状态，可以分为结合水、润湿水与自由水。结合水不能被邻近部位的水分置换，也无法溢出浇注体;当耐火浇注料加水后，水使干燥的材料表面润湿，这一部分水也不能够溢出浇注体，但是可以被邻近部位的水分置换，定义这部分水为润湿水;而存在于浇注料内的其他水则称为自由水，在耐火浇注料中起填充气孔和润滑作用，这部分水和固体材料的联系较少，能够溢出浇注体，形成耐火浇注料的泌水现象。

水分要从浇注体内部泌出到表面，需要经过较长的距离，犹如经过弯曲的微细水管最后到达表面。如果材料的颗粒能够达到最紧密堆积，空隙微细，则水分泌出需要经过的距离很长，会使泌水量减少;如果泌水的通道被阻断，泌水量也会减少。

83、泌水对耐火浇注料性能的影响

耐火浇注料泌水会导致表面形成浮浆层，当浮浆层由于失水变稠失去流动性，强度发展不够，不足以抵抗因沉缩或塑性收缩等引起的拉应力时，浇注体表面就会产生许多裂缝。而在浇注体内部，泌水上升在浇注体内生成许多胶凝材料含量较少的泌水通道，同时由于颗粒的相对位移，粗颗粒下沉逐渐达到浇注料密实稳定，而在粗颗粒的下方则易形成含水丰富的胶凝材料浮浆，这种浮浆沉淀失水后成为空隙。泌水所携带的料浆使浇注体内部的组分不均匀。泌水通道以及粗颗粒聚集又改变了浇注料内部的气孔孔径和分布状态，进而对浇注体的性能带来影响。

84、影响耐火浇注料泌水的因素

耐火浇注料的泌水与很多因素有关，如原材料的选择，颗粒级配，施工过程，材料的凝结硬化时间等。颗粒的运动速度和颗粒的粒径平方成正比，和颗粒与浇注料的密度差成正比，和浇注料的黏度成反比，因此，颗粒的粒径越大，浇注体的泌水越严重，颗粒与浇注料的密度差越大，泌水越严重，浇注料的黏度越小，越易泌水。

①振动对泌水的影响。在施工过程中，浇注料处于流化状态，此时其中的自由水在压力作用下，很容易溢出，因此，应合理控制振动时间，振动至浇注料表面泛浆和大部分气体排出即可，切忌振动时间过长避免造成泌水

②凝结硬化时间对泌水的影响。耐火浇注料的泌水通常在成型完毕后30min内即可显现，但也有在成型完毕后60min甚至90min后才显现出泌水的现象。分析其原因，与材料所使用的外加剂有关。浇注料通常选用的外加剂有分散剂，促凝剂和缓凝剂，有缓凝性质的分散剂，也有促凝性质的分散剂，有单独加入的，也有复合加入的。无论如何加入，首先需要保证带来分散减水效果。对于前者30min即显现泌水的，除与颗粒级配等有关外，还与分散剂的选用有关，分散剂的效果较差，浆体保持虚浮状态的时间较短，致使颗粒下沉泌水;而对于后者，最重要的是与促凝剂的选择有关，凝结太慢致使颗粒下沉泌水。因此，在保证施的前提下，可以有效的通过控制凝结时间来控制浇注料出现的泌水现象。

85、如何控制碱性耐火浇注料的防水化问题?

碱性耐火浇注料的难题之一就是里面的MgO、CaO等都是水合性很强的耐火原料，它们遇水或水蒸气就容易发生水化反应，就像镁砖怕水是一个道理的。碱性耐火浇注料中的镁砂与浇注施工中f-H₂O和空气中的H₂O接触容易产生水化反应，而且镁砂纯度越高，水化程度就越厉害。要防止镁砂的这种水化反应，可考虑采取以下防水化措施：

(1)选用粗晶粒镁砂作为碱性耐火浇注料的MgO源。试验研究已经确认:采用粗晶粒镁砂或者电熔镁砂作为碱性耐火浇注料的主原料时，其水化速度很慢，而由细晶粒镁砂配制的碱性耐火浇注料，其水化速度很快。因此，配制碱性耐火浇注料时，选用粗晶粒镁砂或者电熔镁砂作为其主原料是非常合理的。

(2)采用CaO/SiO₂比小的镁砂作为碱性耐火浇注料的MgO源镁砂的CaO/SiO₂比越小，而且SiO₂耐火浇注料水化倾向就低。其中B₂O₃是配制抗水化镁质耐火制品的重要添加成分。

(3)对镁砂进行表面覆膜是提高其抗水性能的重要措施。主要是采取浸渍涂覆的方法，即用有机化合物或者无机化合物溶液浸渍例如，浓度为8%的磷酸溶液或者一定浓度的有机硅化合物溶液(用5%有机溶液如丙酮等稀释而成)等浸渍后于150℃以上的温度进行热处理(视所选用的化合物种类不同可能达到450℃以上)。此外采用脂肪酸类化合物或者钛系有机金属化合物，

(4)添加防水化物质亦可提高碱性耐火浇注料的抗水化性能。这类添加物质的种类和数量则视所使用的结合剂而有区别。例如，以CAC为结合剂的镁质耐火浇注料，添加乳酸铝可起到防水化的作用(同时添加分散剂和缓凝剂);以HMP为结合剂时，选用含有24%Al₂O₃的镁砂即具有较高的抗水化性能;在以CAC为结合剂时加入uf-SiO₂、有机物(鳌合剂)及BA有助于提高碱性耐火浇注料的抗水化性能。

(5)采用疏水结合剂可提高碱性耐火浇注料的抗水化性能。采用疏水物质，例如一种用硫酸皂化生产植物醇时的副产物，其主要成分为醇类(脂肪醇、三萜烯醇)40%，二醇5%~7%，羰基化合物30%，焦油沥青的氧化物及聚合产物20%，其余为碳氢化合物(石蜡50%，萜烯50%)。结合剂在使用前做改性处理，方法是加热至180℃，排出水分和重醇类，同时于加入1%~2%的可提高热态黏性的外加剂。

(6)使用抗水化技术(MAHT)。利用MAHT技术，控制镁质耐火浇注料中uf-SO₂及结合剂的最佳含量，可以达到最好的效果。将uf-SiO₂加入镁质耐火浇注料中是为了提高颗粒的填充性和流动性。同时也可在浇注料混合和浇注(施工)体养护期间由于uf-SiO₂部分溶解生成了偏硅酸(H2SiO₃)。随之，偏硅酸即与镁质耐火浇注料中的镁砂表面层上Mg(HO)₂层反应，形成一层不溶于水的硅酸氢镁(MgHSiO4)保护层，从而使镁质耐火浇注料的水化反应停止。

86、如何提高碱性耐火浇注料的抗渗透性能?

碱性耐火浇注料中的镁质耐火浇注料存在的另一个主要问题是抗溶渣渗透的能力较低，对此，有人曾经研究过加入SiO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃、ZrO₂·SiO₂等，以提高材料抗熔渣的能力。结果表明，ZrO₂·SiO₂对抗熔渣的能力最大，然而却存在侵蚀大的问题。向富含MgO的碱性耐火浇注料中并用Al₂O₃+TiO₂，以生成镁钛尖晶石固溶体为结合相的材料。添加Spinel细粉有利于提高抗熔渣渗透的能力，并且添加的颗粒越细越均匀，就越有可能限制熔渣的渗透。

另一种控制熔渣渗透的方法，是通过提高熔渣黏度来实现的，SiO₂细粉和Al₂O₃都有提高熔渣黏度的作用，考虑到碱性耐火浇注料同熔融金属的反应性和抗碱性熔渣的侵蚀性，则需要限制SiO₂的添加量。以uf-SiO₂为结合剂的碱性耐火浇注料就更是如何，虽然降低了熔渣的，但却增加了侵蚀。这时候就可用uf-Al₂O₃来平衡材料的抗侵蚀性和抗渗透性，实验表明，当熔融SiO₂(中颗粒)配入量为4%，uf-Al₂O₃配入量不小于5%时，就可以使镁质耐火浇注料具有较佳的较侵蚀和抗渗透性能。

本文说的这些现象都是指耐火浇注料施工过程中以及刚施工完毕后出现的一些现象，当然，还有一些是在烘烤后出现，大多数则是在使用过程中或者是使用一段时间后出现各种问题，这就属于耐材应用方面的，在第二章的耐材应用里面我们有针对性的说明。

关于耐火制品及不定型耐火浇注料的生产工艺、制作、应用、在使用过程中的损毁、以及不同炉子施工中容易遇到的问题，我们在《耐火材料百科全书》里用856个回答知识点说了详情的说明。另外还有一些专利配方和512个现行行业标准目录等。