耐(nai)火澆注料(liao)會發(fa)生自動粉化嗎?答(da)案是會的,這是一個(ge)耐(nai)火澆注料(liao)發(fa)生了堿性(xing)水(shui)解的過程,當耐火澆(jiao)注料加水(shui)攪拌施工后,整個澆(jiao)筑的預制體(ti)被(bei)暴露在大氣中很長一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)并(bing)且不被(bei)干燥(zao)時(shi),是具(ju)有高的(de)孔隙率的。在高溫和高濕(shi)度(du)的環境中更(geng)加嚴重,如暴(bao)露(lu)于雨中則進一步(bu)加劇(ju)。
堿性水解的主要原因是(shi)由于耐火澆注料中的氧化鋁(lv)水(shui)泥( CA)的碳化。根據固(gu)化(hua)溫(wen)度,氧化(hua)鋁(lv)水泥與水混(hun)合形成各種水合物(wu),包(bao)括CAH10(<21℃)、C2AH8和AH3(21~35℃)、C3 AH6和AH3(>35℃)當這些水(shui)合物與大氣中(zhong)的二氧化(hua)碳(tan)接觸時,發生(sheng)碳(tan)化(hua)反(fan)應:
CAH10 + CO2 + xH2O → CaCO3 + Al2O3 ·yH2O + ( 10 + x-y) H2O ( 1)
C2AH8 + 2CO2 + xH2O→ 2CaCO3 + Al2O3·yH2O + ( 8 + x-y) H2O ( 2)
C3AH6 + 3CO2 + xH2O →3CaCO3 + Al2O3 ·yH2O + ( 6 + x-y) H2O ( 3)
此外(wai),CAH10和C2AH8 是亞(ya)穩(wen)態。在溫(wen)度(du)和其他(ta)因素(su)的影響(xiang)下,這(zhe)些六水合物轉換為(wei)三水合物(C3AH6 )。這將導致孔(kong)隙率的(de)增加,從而加速堿(jian)性水解(jie)過程。如(ru)果堿(jian)金(jin)屬(shu)化合(he)物(特(te)別是鉀(jia)) 存在于水(shui)、環境或水(shui)泥中,那么該反(fan)應是周期性(xing)的(de),并且堿將作為降解機(ji)理的(de)催(cui)化劑(ji)。
2KOH + CO2 →K2CO3 + H2O ( 4)
K2CO3 + CaO·Al2O3·nH2O → CaCO3 + K2O· Al2O3 + KOH + nH2O ( 5)
K2O·Al2O3 + nH2O →2KOH + 2Al( OH)3 ( 6)
從上述反應可以看出,有堿(jian)金屬氫氧化(hua)物的再生,它可以再次碳(tan)化(hua)從而形成一個周期性分解(jie)過程。在(zai)受堿(jian)水解(jie)影響的大部分區域,可見在(zai)耐火(huo)澆注料外(wai)表(biao)面上有(you)纖維粉化,主(zhu)要是碳酸鈣(gai)粉末。在與(yu)大氣(qi)接(jie)觸時,可(ke)能從耐(nai)火澆注(zhu)料表面(mian)上剝落。堿性(xing)水解導致(zhi)耐(nai)火(huo)粘結劑結構的(de)(de)分(fen)解,最終破壞了內襯的(de)(de)完整(zheng)性(xing)。因(yin)此,在(zai)(zai)高濕度和(he)高溫的(de)(de)工(gong)程(cheng)現場,在(zai)(zai)項目(mu)設計和(he)實施階(jie)段,對(dui)耐(nai)火(huo)澆注料進行適當(dang)處(chu)理(li)是必要的。
用掃描電子顯微鏡觀察暴(bao)露在耐火澆注料表面的粉末,當粉末被加熱(re)到900℃時,可以看到鈣(gai)可以部(bu)分地以碳酸鈣(gai)的形式存在。鉀(jia)的存在表明,它可以(yi)作(zuo)為堿性水(shui)解反應中的(de)催化劑。 然而,由于鉀(jia)的百(bai)分比較低,反應(ying)的程度是有限(xian)的。證(zheng)實了,耐火澆(jiao)注(zhu)料粉化損壞(huai)是由(you)(you)于的(de)水(shui)泥相碳化(hua),并(bing)且(qie)由(you)(you)于低(di)濃度鉀(jia)的(de)存在,堿性水(shui)解進一步加(jia)劇。
由于堿性水解(jie)是一個不可逆的過程,任何材料和強度的(de)損失不能(neng)被保(bao)留。應采(cai)取適當的(de)措施,以進一步應對內襯(chen)的(de)厚度減少為了防止進一步(bu)惡(e)化(hua),采用相關(guan)的(de)烘烤(kao)或加熱(re)措(cuo)施(shi)使耐火內襯通風(feng)并且干燥。