耐火澆注料是不定型耐火材料家族中的主要和重要成員。耐火澆注料作為高溫冶煉設(shè)備的內(nèi)襯，其使用效果不僅與自身性能和品質(zhì)有關(guān)，而且與其施工質(zhì)量密切相關(guān)。
影響施工質(zhì)量的因素中，溫度是其中重要的一環(huán)。環(huán)境溫度低，會(huì)導(dǎo)致：
(1)澆注料流動(dòng)性不理想，而澆注料流動(dòng)性的好壞，直接影響到實(shí)際施工性，關(guān)系到澆注料的密實(shí)性、均勻性和施工實(shí)效；
(2)水泥的水化反應(yīng)，妨礙澆注料強(qiáng)度的增長(zhǎng)。而環(huán)境溫度高，會(huì)導(dǎo)致澆注料流動(dòng)值衰減快，施工體凝結(jié)硬化快，縮短可施工時(shí)間。養(yǎng)護(hù)濕度同樣會(huì)對(duì)施工性能造成影響。如北方地區(qū)，在溫度高、環(huán)境相對(duì)濕度較低的環(huán)境下施工，施工體自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，由于表面水分蒸發(fā)快，可使?jié)沧⒘蟽?nèi)出現(xiàn)負(fù)的毛細(xì)管壓力，并產(chǎn)生漿體體積的塑性收縮，這種體積變化可產(chǎn)生拉應(yīng)力，有可能形成裂紋，從而破壞表面的完整性，不能有效形成坯體強(qiáng)度。雖然不直接造成廢品，但影響到產(chǎn)品的外觀和使用性能。因此，自然養(yǎng)護(hù)期間，根據(jù)環(huán)境濕度情況，在施工體裸露表面加蓋合適的覆蓋物，以延緩坯體水分蒸發(fā)和促進(jìn)強(qiáng)度的發(fā)展。
溫度對(duì)澆注料流動(dòng)性的影響
相對(duì)濕度恒定為70%，不同溫度養(yǎng)護(hù)下，該澆注料流動(dòng)值衰減情況見(jiàn)表1和圖1。
可以看出，各個(gè)溫度下，流動(dòng)值的衰減速度有所差異。低溫5℃和高溫40℃環(huán)境下，流動(dòng)值衰減速度比較快，并在60min后無(wú)流動(dòng)值，反映了低溫和高溫對(duì)澆注料的工作性帶來(lái)的不利影響。5℃條件下保溫30min后，混合料表現(xiàn)為骨料和砂漿結(jié)合脆弱，振動(dòng)時(shí)兩者趨于分離，可能是低溫下，澆注料基質(zhì)漿體黏度大，同時(shí)微粉的分散性不好;40℃條件下保溫60min后，混合料部分結(jié)塊，有輕度硬化的現(xiàn)象，應(yīng)該與高溫下水泥水化速度快和水分損失較多有關(guān)。
溫度對(duì)澆注料流變性能的影響
新拌澆注料的骨料很少受環(huán)境的影響，而漿體是其組成的基體，可以說(shuō)，漿體控制著澆注料的主要物理性質(zhì)，而溫度變化對(duì)澆注料漿體的流變性能影響較大。試驗(yàn)選取5、10、20、30和40℃五個(gè)溫度點(diǎn)，配置固含量為45%的基質(zhì)濃分散體系，在0-200S-1循環(huán)剪切，記錄下行線表觀黏度的變化，如表2和圖2所示。
可以看出，養(yǎng)護(hù)溫度不同，新拌漿體的表觀黏度也有較大差異。隨著養(yǎng)護(hù)溫度的升高，漿體的表觀黏度呈逐漸減小的趨勢(shì)。從新拌澆注料工作性的角度考慮，表觀黏度越小，流動(dòng)性也越好，工作性得到改善。表觀黏度反映了澆注料在流動(dòng)中某點(diǎn)的流動(dòng)速率，因此可用平均表觀黏度來(lái)反映澆注料在流動(dòng)中的平均速率。振動(dòng)流動(dòng)值確實(shí)和平均表觀黏度有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。總體而言，流變性能越好(表現(xiàn)在較低的平均表觀黏度)，流動(dòng)性也越好(表現(xiàn)在較高的振動(dòng)流動(dòng)值)。因此，溫度越高(在實(shí)驗(yàn)溫度下)，澆注料流變性能越好，但要考慮不同溫度下時(shí)間因素對(duì)流變性能的影響(溫度高，流動(dòng)值哀減快)。
溫度對(duì)澆注料強(qiáng)度的影響
在養(yǎng)護(hù)箱濕度恒定為70%的條件下，在各個(gè)溫度點(diǎn)養(yǎng)護(hù)后，試樣強(qiáng)度情況見(jiàn)表3和圖3。
可以看出，總體上，養(yǎng)護(hù)溫度越高(在實(shí)驗(yàn)溫度下)，烘前和烘后強(qiáng)度也越高。與常溫20℃下養(yǎng)護(hù)相比：
(1)低溫(5和10℃)下養(yǎng)護(hù)，試樣的脫模抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度均較低。這是因?yàn)樵诘蜏叵拢X酸鹽水泥的成核沉淀過(guò)程延長(zhǎng)，水化不完全，延緩了水泥結(jié)構(gòu)的形成，從而影響了澆注料的早期強(qiáng)度，導(dǎo)致24h后的脫模強(qiáng)度非常小；烘干后雖達(dá)到一定強(qiáng)度，但有明顯的強(qiáng)度損失。所以，要求現(xiàn)場(chǎng)低溫施工應(yīng)采取措施，如添加促硬劑、早強(qiáng)劑，為施工體表面覆蓋保溫等。
(2)高溫(30和40℃)下養(yǎng)護(hù)，由于在恒定濕度下進(jìn)行，對(duì)試樣的強(qiáng)度沒(méi)有太大影響。
濕度對(duì)澆注料流動(dòng)性的影響
溫度恒定為20℃的條件下，不同相對(duì)濕度下養(yǎng)護(hù)，該澆注料流動(dòng)值衰減情況見(jiàn)表4和圖4。表4不同濕度下養(yǎng)護(hù)澆注料的流動(dòng)值衰減
圖4 不同濕度下養(yǎng)護(hù)澆注料的流動(dòng)值衰減可以看出：恒溫20℃、不同濕度下養(yǎng)護(hù)，澆注料流動(dòng)值的衰減速度和可工作時(shí)間有所差異。總的趨勢(shì)是濕度越高，流動(dòng)值衰減越緩慢，可工作時(shí)間越長(zhǎng)。低濕環(huán)境下，澆注料水分流失迅速，從而影響到流動(dòng)性，進(jìn)而縮短了可工作時(shí)間：高溫環(huán)境有利于保持澆注料的水分，延長(zhǎng)可工作時(shí)間。
濕度對(duì)澆注料強(qiáng)度的影響
恒定溫度20℃，不間濕度下養(yǎng)護(hù)后，試樣的強(qiáng)度情況見(jiàn)表5和圖5。
可以看出，在不同的濕度環(huán)境下充分養(yǎng)護(hù)3d后：
(1)試樣的烘前抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度相差不大，濕度對(duì)試樣烘前強(qiáng)度沒(méi)有太大影響;試驗(yàn)采用致密澆注料，與輕質(zhì)料相比，水分并沒(méi)有占很大的容積，且密實(shí)度較高，沒(méi)有水分的大范轉(zhuǎn)移，所以養(yǎng)護(hù)期間的濕度差異并沒(méi)有對(duì)試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成很大影響，在常溫充分養(yǎng)護(hù)后，均達(dá)到了一定的早期強(qiáng)度。
(2)試樣的烘后抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度隨著濕度的提高呈增大的趨勢(shì)，并在相對(duì)濕度為90%。時(shí)達(dá)到最大。相對(duì)濕度最高的90%。與最低的30%。耐壓強(qiáng)度相差達(dá)到10MPa。在關(guān)于澆注料的若干國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，養(yǎng)護(hù)條件很多都規(guī)定為潮濕養(yǎng)護(hù)，濕度不小于90%。
試樣在低濕環(huán)境下干燥，混合料表面水分損失快，在表面與內(nèi)部混合料之間產(chǎn)生濕度差，水分的遷移會(huì)產(chǎn)生滲透壓；同時(shí)表面結(jié)構(gòu)中的水泥未充分水化，表面強(qiáng)度低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致表面疏松或干裂。
在高濕環(huán)境下，試樣內(nèi)部濕度較均勻，水泥水化最充分，水化形成的結(jié)構(gòu)較完整，強(qiáng)度得到了充分發(fā)展，烘干后強(qiáng)度達(dá)到最高。借鑒混凝土的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)可以采取措施以保護(hù)新澆注表面，如采用潮濕覆蓋物、不透水薄膜來(lái)保持澆注料表面濕潤(rùn)等。
通過(guò)改變?cè)摑沧⒘橡B(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度，研究了其施工性能相應(yīng)的變化，得出以下結(jié)論：
(1)低溫和高溫環(huán)境，均不利于澆注料的現(xiàn)場(chǎng)施工，表現(xiàn)為流動(dòng)值衰減速度快，縮短了新拌料的可工作時(shí)間。
(2)隨著溫度的上升(5-40℃)，澆注料基質(zhì)漿體平均表觀黏度總體呈下降的趨勢(shì)，流變性變好。但要考慮不同溫度下時(shí)間因素對(duì)流變性能的影響。
(3)總體上，養(yǎng)護(hù)溫度越高(5-40℃)，試樣烘前和烘后強(qiáng)度也越高。低溫環(huán)境養(yǎng)護(hù)后，澆注料水泥水化速率降低，導(dǎo)致脫模強(qiáng)度非常低，烘干后仍有一定的強(qiáng)度損失。
(4)低濕環(huán)境下，澆注料水分流失迅速，從而影響到流動(dòng)性，進(jìn)而縮短了可工作時(shí)間；高濕環(huán)境有利于保持澆注料的水分，延長(zhǎng)可工作時(shí)間。
(5)相對(duì)濕度對(duì)試樣烘前強(qiáng)度沒(méi)有太大影響：烘后抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度隨著濕度的提高呈增大的趨勢(shì)。
(6)綜合比較溫度和相對(duì)濕度對(duì)澆注料施工性能的影響，溫度的影響更加明顯，特別是低溫對(duì)其造成的不利影響。