有机防爆纤维作为耐火浇注料防爆剂

有机防爆纤维防爆机理是在耐火浇注料加热烘烤时,其中的有机纤维受热发生收缩、熔融或燃烧,在内部留下网状狭长排气通道,这样因受热而产生的水蒸气就能迅速扩散排出,而不至在内部集聚产生过大压力,因此浇注体的抗爆裂性能较好。与金属铝粉等相比,加入纤维没有化学反应,施工过程容易控制,影响因素较少,没有危险性。但防爆纤维品种众多,合理的选择品种、长度、直径与用量对耐火浇注料的防爆效果至关重要。


所加有机纤维的长度会严重影响耐火浇注料的流动性能。当纤维较长时,耐火浇注料流动性能降低很多;然而纤维过短,搅拌时难以分散开来,所产生的排气通道连通状况较差,抗爆裂性能改善不明显。同样,纤维的直径选择也异常重要。纤维的直径如果太粗,在同样的加入量下,纤维根数太少,造孔数量较少;如果太细,所造孔的孔径小,排气阻力依然很大,抗爆裂性能同样得不到改善。谢长清等人的研究认为有机纤维的长度在3~5mm之间、直径选择20~40μm比较适宜。


当施工体加热烘烤,随着温度升高,耐火浇注料施工体内水分的蒸汽压也将增大,温度超过200℃以上时,蒸汽压急剧增大,当蒸汽压力超过材料的极限强度就会产生明显裂纹甚至爆裂。一般添加0.01%~0.2%的有机防爆纤维,使得在加热产生蒸汽的温度以下发生收缩、熔融,形成孔洞,提高透气度。其特点是随着纤维加入量的增大,耐火浇注料的气孔主要分布向大孔径方向变化,耐火浇注料的孔隙率上升,透气度提高,耐火浇注料的施工性能明显下降,耐火浇注料的体积密度、强度均呈现明显下降趋势。这是由于纤维加入过多一方面影响了耐火浇注料的自身结合,另一方面导致加水量增多,耐火浇注料致密度下降,强度降低,进而影响到使用性能。



需要注意的是,添加防爆纤维后,耐火浇注料内不会发生化学反应。且影响施工的因素较少,过程较容易控制。但是有机纤维在浇注料中难以分散均匀,且加入量过多会较为明显的影响其强度