耐火澆注料澆筑施工后表面出現(xiàn)白霜的現(xiàn)象稱(chēng)之為反堿,為什么會(huì)反堿呢,怎么解決?出現(xiàn)反堿的情況有多種因素,下面請(qǐng)看詳細(xì)的原因及解決方法。
耐火澆注料為什么會(huì)反堿
水硬性耐火澆注料是由耐火顆?;稀⒎哿霞捌渌煌瑢傩缘耐饧觿┙M成,在加水?dāng)嚢韬缶哂幸欢◤?qiáng)度的不定形產(chǎn)品。施工完畢拆模后的澆注料如果沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行烘爐,在放置過(guò)程中有時(shí)表面會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)白毛并慢慢起砂、粉化,用手觸摸能明顯感覺(jué)到掉砂的現(xiàn)象,稱(chēng)為返堿現(xiàn)象。
返堿的原因有很多,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.原材料中堿性物質(zhì)的影響
耐火澆注料原料中含有Fe2O3及Na2O、K2O等堿金屬氧化物,這些堿金屬氧化物在與水結(jié)合攪拌后形成凝結(jié)硬化,生成游離水漂浮在其表面的水中,會(huì)帶有松散的膠狀白色沉淀物;耐火澆注料表面未水化的水泥顆粒遇水后形成飽和溶液,隨之沉淀出鋁膠和水化鋁酸鈣,與堿金屬碳酸化合物發(fā)生反應(yīng)形成返堿。耐火澆注料原料、作為結(jié)合劑的鋁酸鈣水泥、各種添加劑、減水劑、促凝劑、防爆劑等材料中往往都含有少量的堿金屬氧化物,其所含的堿部分可以溶入水中,特別是分散劑中的堿,幾乎全部溶入水中,這些溶入水中的堿金屬就可以通過(guò)毛細(xì)孔向硬化體表面遷移,到達(dá)表面后再與空氣中的CO2反應(yīng)形成碳酸鹽,碳酸鹽與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)生返堿。返堿后澆注體表面會(huì)有白毛 、掛白霜,返堿雖然不會(huì)影響澆注料的整體性能,但會(huì)造成澆注料表皮粗糙不平,影響外觀。
f反堿主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:
澆注料體系內(nèi)部 Na+離子的擴(kuò)散和反應(yīng):
Na2O+H2O → 2Na+ + 2OH-
2Na+ +2OH- +CO2+H2O → Na2CO3·xH2O
碳酸鹽繼續(xù)和鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng):
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
上述反應(yīng)式中的反應(yīng)產(chǎn)物NaOH會(huì)與大氣中的CO2反應(yīng)再次生成Na2CO3,新生成的Na2CO3又再次與水化鋁酸鈣反應(yīng)再次形成NaOH,這種反應(yīng)不斷循環(huán)往復(fù)進(jìn)行,水化鋁酸鈣就會(huì)不斷被分解,鋁酸鈣水泥硬化體就會(huì)逐漸被瓦解。也就是說(shuō),由于堿的存在,它可以做為一種媒介物,促進(jìn)大氣中的二氧化碳對(duì)鋁酸鈣水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行侵蝕。
2.氣孔率和氣孔孔徑大小
拉法基公司通過(guò)大量對(duì)基于礬土水泥結(jié)合的澆筑料的研究發(fā)現(xiàn),澆注料的氣孔率是影響堿化現(xiàn)象的主要因素之一。氣孔率的多少及氣孔孔徑的大小會(huì)影響堿金屬成分向硬化體表面的遷移,對(duì)返堿的產(chǎn)生有重大影響。
3.環(huán)境濕度
通過(guò)不同環(huán)境濕度對(duì)基于礬土水泥結(jié)合的輕質(zhì)澆注料粉化現(xiàn)象的研究,結(jié)果表明:環(huán)境濕度越大,堿化現(xiàn)象越明顯。
耐火澆注料返堿怎么解決?
1.脫模養(yǎng)護(hù)后的澆注料及時(shí)烘烤。
澆注料返堿關(guān)鍵在于游離水的存在,要解決此問(wèn)題就及時(shí)將游離水排出,在堿金屬和堿土金屬物質(zhì)遇水轉(zhuǎn)化為氫氧化物遷移前形成穩(wěn)定化合物,從而杜絕返堿現(xiàn)象發(fā)生。
澆注料脫模后若發(fā)現(xiàn)返堿現(xiàn)象,需要做的就是盡快烘烤以排除水分,消除澆注料內(nèi)部的鈉鹽的存在,使堿滯留在澆注料體內(nèi)不再向表面移出。如果不能及時(shí)烘干就要做好澆注料環(huán)境密閉,在澆注料的表面覆蓋塑料薄膜,從而阻止水分?jǐn)y帶著堿向表面移出。
2.在新施工的襯里層表面涂抗?jié)B透有機(jī)涂料。
新施工的澆注料如果不能及時(shí)烘干,那么可以在表面覆蓋塑料薄膜或在新施工的襯里層表面涂抗?jié)B透有機(jī)涂料,在固化24小時(shí)后再涂一次同樣的涂料,從而阻止水分?jǐn)y帶著堿向表面遷移。如采用抗?jié)B透有機(jī)涂料,涂料應(yīng)有顏色,以便區(qū)分涂刷區(qū)域和未涂刷區(qū)域,涂料燃點(diǎn)一般可在150℃左右,設(shè)備運(yùn)行時(shí),完全可以燃燒清除。
3.從耐火澆注料自身解決。
選用低堿含量的耐火原料,提高耐火澆注料黏度及快速硬化,這樣可降低堿金屬氧化物遷移速度,同時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量管理,如在施工時(shí)嚴(yán)格控制加水量,防止加水過(guò)多。
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