低水泥浇注料烘烤后出现裂纹原因分析及预防措施
一.裂纹产生的核心原因
1. 烘烤制度不合理
1•1低温阶段(≤200℃)升温过快:浇注料中“自由水”(拌合水)无法及时通过气孔排出,内部形成蒸汽压力,撑裂衬体(多为贯穿性或网状裂纹)。
1•2中温阶段(200-600℃)未控温:此阶段“结晶水”(结合水)脱出,若升温速度>15℃/h,会加剧体积收缩,且与衬体外部温差过大,产生热应力裂纹。
1•3未设置保温阶段:关键温度区间(如100℃、300℃)未保温,水分集中脱出,局部压力骤升。
2. 加水量超标
实际拌合时加水量超过厂家推荐值(低水泥浇注料加水量通常为5-7%),多余自由水增加,烘烤时体积收缩量增大,且易在内部形成“水囊”,导致收缩裂纹。
3. 材料本身特性问题
3•1骨料与基质膨胀系数不匹配:如高铝骨料与硅质基质搭配,烘烤时热胀冷缩差异大,内部产生剪切应力,引发微裂纹。
3•2收缩率过高:超微粉(如硅灰)用量过多,或未添加膨胀剂,烘烤后体积收缩无法补偿,形成裂纹。
4. 施工质量缺陷
4•1振捣不密实:内部存在疏松孔洞或气泡,烘烤时孔洞周围材料收缩不均,应力集中导致裂纹(多为局部裂纹)。
4•2养护不当:浇筑后未覆盖保湿(如暴露在风吹、高温环境),表面水分快速散失,形成“表面干缩裂纹”(裂纹浅、不规则)。
4•3模板变形/拆除过早:衬体未达到早期强度(通常养护24-48h)就拆模板,或模板移位导致衬体受力不均,烘烤后裂纹加剧。
5. 结构设计缺陷
5•1衬体厚度不均/过厚:厚度>300mm且无排气孔时,内部水分难排出,内外温差大(如表面已150℃,内部仍50℃),产生温差应力裂纹。
5•2存在尖角/直角:炉体拐角未做圆弧过渡(R≥50mm),烘烤时应力集中在尖角处,易出现“拐角裂纹”。
二、针对性预防措施
1. 制定科学的烘烤曲线
严格按“低温慢升、分段保温”原则,典型曲线参考:
1.室温→100℃:升温速度5-8℃/h,保温18-24h(排出大部分自由水);
2.100℃→300℃:升温速度8-12℃/h,保温36-48h(平稳脱出结晶水);
3.300℃→600℃:升温速度12-15℃/h,保温24-30h(缓解体积收缩);
4.600℃以上:可按20-30℃/h升温,直至达到使用温度(需结合炉型调整)。
2. 严格控制加水量
2•1按厂家推荐配比(如6±0.2%),用电子秤计量加水,禁止凭经验“多加水上料”;
2•2拌合时先干拌骨料+粉料2-3min,再加水湿拌,确保水分均匀(避免局部积水)。
3. 优化材料选型与配比
3•1选择“骨料-基质膨胀系数匹配”的浇注料(如高铝骨料配高铝基质);
3•2要求厂家添加适量膨胀剂,补偿烘烤收缩;
3•3若用于厚衬体(>300mm),优先选用“低收缩型”低水泥浇注料。
4. 提升施工质量
4•1振捣:用插入式振捣器(直径30-50mm),振捣至表面泛浆无气泡,避免漏振(尤其模板边角);
4•2养护:浇筑后立即覆盖塑料膜+岩棉被保湿,养护时间≥24h(环境温度<5℃时需保温加热);
4•3拆模:确保衬体抗压强度≥10MPa(约养护48h)后再拆模,避免硬撬。
5. 优化结构设计
5•1厚衬体(>300mm):每300×300mm间距设置φ10-15mm排气孔(深度贯穿衬体),烘烤后用同材质浇注料封堵;
5•2拐角/尖角:全部做R50-R100mm圆弧过渡,减少应力集中;
5•3大面积衬体:每2-3m设置20-30mm宽膨胀缝(填充陶瓷纤维纸,释放热膨胀应力)。
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