氣孔是耐火材料中的重要組成(cheng)部分(fen),與材料的力學性能和(he)熱學性能具(ju)有密切的關系,如(ru):強度、導熱系數、熱震穩定性、抗渣侵蝕性和(he)滲透(tou)性等,氣(qi)孔(kong)特性一般分為三類:氣(qi)孔(kong)種(zhong)類、氣(qi)孔(kong)大小(xiao)和(he)氣孔(kong)(kong)形狀。氣孔(kong)(kong)種類分(fen)為(wei)互相(xiang)連(lian)通(tong)型孔(kong)(kong)隙(xi)和(he)封(feng)閉型孔(kong)(kong)隙(xi),即開口(kou)氣孔(kong)(kong)和(he)閉口(kou)氣孔(kong)(kong);氣孔(kong)(kong)大小(xiao)分(fen)為(wei)氣孔(kong)(kong)尺寸和(he)孔(kong)(kong)徑分(fen)布(bu);氣孔(kong)(kong)形狀主要通(tong)過分(fen)形維數(shu)來(lai)表征。
耐火(huo)材(cai)料在選擇最(zui)佳的技術路線時,無論對于不(bu)定形耐(nai)火(huo)材(cai)料還(huan)是燒成耐火(huo)制(zhi)品,都可能獲得相近的密(mi)度。然而,產品的(de)(de)區別在于它們的(de)(de)結構。對(dui)耐火澆(jiao)注料而言,重點是控制(zhi)混(hun)合物(wu)的(de)(de)流變(bian)性,這(zhe)就是為(wei)(wei)什么要精細地控制(zhi)顆粒(li)的(de)(de)尺寸分(fen)布(bu),并且使(shi)用超細粉甚至納(na)米(mi)顆粒(li)。不定形耐火材料的(de)(de)微孔結構最為(wei)(wei)典型(xing)。在致密的(de)(de)燒成(cheng)磚中,典型(xing)的(de)(de)氣(qi)孔尺寸為(wei)(wei)20~25μm,有些特殊的制品可達5μm。在澆(jiao)注(zhu)料中,即使經過燒成,其氣孔(kong)的中位(wei)徑通常(chang)不超(chao)過1~2μm。這些結構上的差異反映在(zai)其它性能(neng)上。微孔結構可(ke)以(yi)使(shi)材料(liao)強度得到顯著增加,熱震穩定(ding)性也得到(dao)改善,這已經被材料對溫度急變時(shi)形成和擴展的裂紋的抵抗力得到(dao)增強所證明。
微孔(kong)結構也導(dao)致材料(liao)在高溫下的(de)(de)熱輻射降低。與(yu)具有相(xiang)似組成和氣孔(kong)的(de)(de)燒成耐火制品相(xiang)比,澆注料(liao)的(de)(de)熱導(dao)率降低了20%~30% 。澆注料的微孔結構有助于在侵蝕環境中阻礙渣對材料的(de)滲(shen)透,提高了材料抗(kang)熔融物,尤其是渣和金屬的(de)侵蝕能力。
與燒成制品不(bu)同,澆注(zhu)料(liao)有很(hen)好的(de)塑(su)性,即(ji)耐火內(nei)襯可以通過自身的(de)變形(xing)釋放出應力,而不(bu)會受(shou)到破壞。在(zai)這(zhe)方(fang)面,磷酸鹽結合(he)的(de)澆注(zhu)料(liao)尤其突出。
當使用(yong)不定形耐(nai)火材料內襯時會出(chu)現一些問題,如果使用定型制品的話可能不會發生這些問題。必(bi)須考(kao)慮(lv)到,制(zhi)造商是以半成品的(de)形(xing)式供應不定(ding)形(xing)耐火材(cai)料的(de)( 如干式料) ,在(zai)施工現(xian)場必(bi)須(xu)再(zai)經過加工才能形成不定形耐(nai)火材料(liao)襯體。如(ru)果(guo)在(zai)混(hun)合過程中沒有嚴格(ge)遵(zun)循制造商的(de)指導,如(ru)濕潤物料(liao)或使用正(zheng)確的(de)施工程序,則(ze)會(hui)導致某些問題的(de)發生。在(zai)不定形耐(nai)火材料(liao)的(de)施工過程中,重要的(de)是考慮(lv)到更長的(de)加熱和干燥時間,并使用足夠高(gao)的(de)溫度使得(de)結合劑充分脫水。
當使用(yong)水合結合的傳統澆(jiao)注料時,必(bi)須(xu)考慮到在(zai)中溫(wen)(wen)時會發生強度(du)的下降(jiang)。在(zai)中溫(wen)(wen)范圍內( 250~600℃ ) ,由于陶瓷結合(he)尚未形成,水(shui)合(he)結合(he)將(jiang)會(hui)逐(zhu)漸分解。類似的(de),由于基質在高(gao)溫下(xia)會(hui)發生收(shou)縮,因此希(xi)望澆(jiao)注(zhu)料具有較好的(de)體積穩(wen)定性。