耐火泥漿是工業爐耐火內襯構成中非常重要的砌筑材料。在實際應用中,耐火泥漿不僅要將耐火磚粘接砌筑構成整體襯體,而且耐火泥漿的工作環境與耐火磚相同,同樣承受高溫、氣流沖刷、熔渣和熔融金屬侵蝕等的作用,同時還要防止熔渣、熔融金屬等的滲透。因此,在 目前的爐襯設計中對耐火泥漿的性能提出了比較高的要求,國家標準GB/T2994-2008《高鋁 質耐火泥漿》、GB/T 14982-2008(黏土質耐火泥漿》中規定的物理性能指標就包括有耐火度、常溫抗折強度、荷重軟化溫度、加熱永久線變化、粘結時間、粒度等。但從泥漿性能指標設置來看,某些指標的設置是否合理值得商榷,如荷重軟化溫度、粒度等;而耐火泥漿的一項重要作用卻無法體現,那就是耐火泥漿緩沖高溫下耐火砌體的熱膨脹壓力的能力。
在高溫應力作用下,耐火泥漿縫厚度在被壓縮30%~35%時,耐火磚砌體內熱應力可以減小60% 以上。耐火泥漿的存在使耐火內襯結構在高溫下既保持相當強度,又能具有適合的“彈性”,不致被熱應力破壞,而我們常用的耐火泥漿通常集中在泥漿的強度、施工性能、價格等方面,對耐火泥漿的應力應變、彈性能等的幾乎沒有關心,因此,對耐火泥漿的性能和使用必須重視。
現行耐火泥漿指標的設置問題從現行國家標準GB/T2994-2008《高鋁質耐火泥漿》、GB/T 14982-2008(黏土質耐火泥漿》中規定的耐火泥漿指標可知,耐火泥漿的化學組成和耐火度 由原料品質決定,使用符合規定的原料即可滿足標準要求;粘接時間是耐火泥漿的施工性能要求,時間過短不能保證灰漿飽滿和磚縫厚度,時間過長易導致已砌筑砌體的滑動和施工時間延長;常溫抗折粘接強度的規定則是確保泥漿施工后砌體具有足夠的強度。這些指標構成了耐火泥漿最基本的要求,達到這些指標要求的耐火泥漿基本就可以滿足砌筑施工和爐子投產使用的需要。而荷重軟化溫度、燒后線變化率和粒度的指標設置卻值得商榷。
對于耐火泥漿而言,在實際應用中抵抗荷重的能力并不需要特別強調,其原因在于:
(1)在耐火砌體中荷重的主要承受者是耐火磚制品,耐火磚制品的荷重軟化溫度決定了整個砌體的承受能力。
(2)砌筑后的耐火砌體在第一次升溫和后續的高溫運行狀態下,耐火磚的熱應力和自身重力的作用會對泥漿產生壓縮作用,而泥漿則在壓縮過程中可以緩沖砌體熱應力,從而保證砌體不被熱應力破壞。因此在使用狀態下耐火泥漿要具有一定的“塑性”,而不需要很強的抵抗荷重的能力。
(3)一般的耐火泥漿磚縫厚度為2mm,高溫下即便是發生了2%的軟化變形,變形尺寸僅為0.04mm,而一塊厚度65mm的標準磚在高溫下0.1%的熱膨脹尺寸就達到了0.065mm。因而泥漿的變形相對于大砌體變形量而言非常小,對砌體的影響很小。
(4)現有的耐火泥漿荷重軟化溫度的測試方式中,試樣與耐火泥漿實際使用中的賦存狀態完全不同,因此無論是機械壓制還是手工搗制的試樣所測得的荷重軟化溫度結果對實際應用沒有意義,因為結果高可能只說明泥漿夠“硬”,結果低有可能是由于泥漿在荷重下表現了較好的可壓縮性。因此綜合各因素考慮耐火泥漿沒有設置荷重軟化溫度指標的必要。