骨料粒度级配对Al2O3-SiC自流浇注料流动性和流变特性的影响
分散剂对Al2O3-SiC-C系超低水泥浇注料自流性的影响
关 键 词 ：浇注料 ；自流性 ；超低水 泥 ；分散剂 ；Ａｚ３ ｉ— ；流变能力 ｌ 一ＣＣ Ｏ Ｓ
表 ４
原 料 板状 刚玉
悬 浮 液 中 基质 的典 型 组 成
大 小 的分 布 在 改 善 浇 注 料 自流 性 方 面有 很 重要 的
２ 实 验 过 程
２１ 原 料 和 组 成 ．
影 响 。细 颗 粒 和 超 细 颗粒 能 够很 好 的填 充 在 骨 料
Ａ ： ，ＳＣ Ｃ系超 低水 泥 自流 浇注 料 的原料 和 ｌ 一 ｉ— ０ 组成 见 表 ｌ 。平 均 直 径 小 于 ｌ０ ｍ 和 比表 面 积 大 Ｏ１ ￣ 的小 颗 粒 对 浇 注 料 分 散 起 到 重要 作 用 。它 们 构 成 了浇 注 料 的 基 质 部分 。基 质 中原 料 的纯 度 和 物 理 性 能见 表 ２ 。试 验 中 用 的 ４种 分 散 剂 及 它 们 的来
性 氧 化 铝 细 粉 （ 一Ｏ ｐ １ ｌＯ， ｍ）和 超 细 似 的作 用 。此 外 由于碳 具 有 不 润 湿性 ，还
可 以抑制 铁 水 和熔渣 对 材质 的侵 蚀 。抗 氧 化性 ＳＣ ｉ
和低 润湿 性 碳 的加 入使 耐 火材 料 的基质 更 加复 杂 。 对 含 有 ＳＣ和 石 墨 的无 水 泥 高 铝 浇 注 料 的分 散 问 ｉ 题 很 多 文 章 中 都 有 所涉 及 。 然 而 ，在 此 材 料 系统 中超低 水 泥浇 注料 的研究 却很 少受 到关 注 。 本 文 主要 研究 了分散 剂对 Ａ ２ ，ＳＣ Ｃ系超 低 Ｉ 一 ｉ— ０ 水 泥 自流 浇 注料 性 能 的影 响 。如 聚 丙 烯 酸 钠 、柠 檬 酸 钠 、三 聚磷 酸钠 、六 偏 磷 酸 钠 ４种 分 散 剂 对 表 观黏度 、基质 ｐ Ｈ值 和浇 注料 自流值 的影 响 。 ．
粒度分布对碳化硅挤压成型流变性和坯体密度的影响
用 Ｂ ｎｏ — ｆ ｇ ￣ ｒ 系式 嘲 ｅｈｗ Ｂ ｄｗ ｅ 关 ｉ 来测定和 评价物料 的挤 压流变性能 。该模型导出了用柱塞式挤 压物 料通过圆形截面
模 口总 的压力降与物料流变性 能的关系 ， 如图 １ 所示 。 假定物 料在模 的直 角入 口作 层状剪切流 动 ，而在等截面模 口段作 ” 柱塞 ” 式的滑移流动 。该六参 数模 型能够全 面的描述物料的
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中国陶瓷工业 ２０ ０ ７年 ４月 第 １ ４卷第 ２期
ＣＨｌ Ａ Ｎ ＣＥＲ ＡＭ ｌ ｌ Ｃ ＮＤＵＳ ＴＲＹ Ａｐ ． ０ ７ Ｖｏ．Leabharlann Ｎｏ ２ ｔ２ ０ １ ， ． １
文章编号 ：ｏ ６ ２ ７ （０ ７ ０ 一 ｏ ｌ ０ ｌｏ — ８４ ２ ０ ）２ ｏ ｏ 一 ５
调整来满足这种要求 。 在挤 压物料可实现顺利挤 出的情况下 ，
液体含量的变化 范围很小 。对碳 化硅 纤维增强 氧化铝的流 变性 能研 究表 明 ，随着纤维体积含 量在 ０４ ％ －． 之间变化 ， － ０ 实 际应用中结合 剂含 量的变化约为 ２ ｏ ￣ Ｖ１ ｌ ％ 。柱塞式 挤压机作 为传 统的挤压 设备 ， 具有 成型压力高 、 适用范 围宽等特 点 ， 在
的模出 １段直径均为 １ ｎ ｎ 模 １段长径比 ＬＤ分别为 Ｉ５ ３ ２￣ ， ３ ／ 、
挤 压流变性能 ，目前许多关于陶瓷粉料膏状 物的挤压流变性 均 采用该模型进行研 究 ， 并显示 出理论分析的可靠性 。 其挤出 速度 Ｖ和施加的压力 Ｐ之间的关系式为 ：
／ ｎ ＼ Ｔ
Ｐ １ ）ｏ Ｖ）（ （＋Ｖ） ＝ｎ （＋ ４ Ｔ Ｂ“ ２（ ｆ ａ ＋ ）ｏ ｒ
铝镁质浇注料流变特性和流动性关系的研究
铝镁质浇注料流变特性和流动性关系的研究
铝镁质浇注料是广泛应用于各种金属制品制造的重要材料，具有良好的
热强度和可塑性，已经成为大型金属构件的重要制造材料。
由于铝镁浇注料
的特殊特性，因此采用浇注料流变特性和流动性分析来研究铝镁质浇注料是
非常重要的。
流变特性为評估浇注料的流体性能，流动性分析的基础，包括粘度测定、流变特性、熔融温度等。
粘度测定反映了液体在不同温度下的抗流能力，是
衡量塑料流体在流体力学上的一种重要参数。
流变曲线表示物料在一定温度
下的固熔性和流变性，是预报塑料流体铸件的重要手段之一。
最后，熔融温
度决定塑料的熔融性，是决定塑料流动性的一个重要参数。
关于铝镁质浇注料，由于存在特殊的原料和工艺，因此它的流变特性和
流动性因原料和工艺类型而异。
此外，浇注料的流变特性和流动性还受到一
定温度范围内的变化影响。
因此，在测定浇注料流变特性和流动性之前，应
先确定其原料特性和工艺特性，并对温度效应进行分析，以确定最佳的流动性。
综上所述，研究铝镁质浇注料的流变特性和流动性关系是制造质量可靠
的重要保证，具有重要的实用价值。
从流变特性和流动性的角度，分析和研
究铝镁质浇注料的方法是十分必要的，以便適當的控制铝镁质浇注料的性能，从而获得良好的成型性能。
矾土骨料对Al_2O_3_SiC_C铁沟浇注料性能的影响_魏建修
3
实际应用
考虑到高炉出铁场主沟的安全运行 ， 采用质量分
数为 27% 的高铝矾土熟料 （ ＞ 5 mm ） 替代棕刚玉颗 3 粒， 在莱钢 3 200 m 高炉（ 铁水温度 1 510 ～ 1 570 ℃ ， 平均温度 1 540 ℃ ） 主沟后半段使用。 使用结果显 示， 高铝矾土熟料与棕刚玉的使用效果差别较大， 浇 注料的寿命明显降低， 尤其在撇渣器前端回旋区， 寿 命降低 50% 以上。因此， 在铁水温度高、 热冲击强的
图 4 各试样的常温抗折强度和常温耐压强度 Fig． 4 Cold modulus of rupture and cold crushing strength of three specimens
表明该试样抗渣侵蚀性能良好； 渣与浇注料的界线分 明， 表明该试样抗渣渗透能力强。 对于试样 B 而言， 渣与浇注料的界限亦较分明， 但侵蚀弧度较试样 A 大， 有一定程度的扩孔。 而对于试样 C 而言， 渣与浇 注料的界线不分明， 显示有一定程度的渗透； 试样侵 扩孔较严重， 表明抗渣侵蚀性较差。 所 蚀面积较大， 用高铝矾土熟料替代部分棕刚玉颗粒比用矾土均 以， 化料代替有较明显的优势。
274 ～ 277
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2013 年 8 月 第 47 卷 第 4 期
矾土骨料对 Al2O3 －SiC－C 铁沟浇注料性能的影响
魏建修 樊海兵 薛海涛 董 丽
中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 湖北武汉 430081
摘 要：为降低铁沟浇注料的原料成本， 以粒度 ＞ 1 mm 的高铝矾土熟料 GL － 90 和矾土均化料 GL － 88 分别替代常 规棕刚玉质 Al2 O3 － SiC － C 铁沟浇注料中 ＞ 1 mm 的棕刚玉颗粒， 研究了这两种不同矾土骨料对铁沟浇注料的影 体积密度、 强度以及抗渣侵蚀性均有不同程度的影响。相对 响。结果表明： 不同矾土骨料对铁沟浇注料的流动性、 矾土均化料而言， 品位较高的高铝矾土熟料更适合作为铁沟浇注料中棕刚玉的替代品， 以其为主要骨料制成的铁 沟浇注料， 其各项性能指标与以常规棕刚玉质铁沟浇注料的更为接近， 而且在铁水温度不高、 热冲击较小的中小型 这种铁沟浇注料与棕刚玉质铁沟浇注料的使用效果差别不大； 而在铁水温度较高、 热冲击大的高炉上， 与 高炉上， 棕刚玉质的使用效果差别较大， 尤其是在撇渣器前端回旋区， 应尽量使用棕刚玉质的铁沟浇注料。 关键词：铁沟浇注料； Al2 O3 －SiC－C ； 高铝矾土熟料； 矾土均化料； 棕刚玉
粒度组成对全铝质浇注料烧结前后性能的影响
３８ ・
ＲＥＦ ＲＡＣ ＯＲＩ Ｔ ＥＳ ＆ Ｌ ＭＥ Ｉ
Ａｕ． ０ １ ｇ ２ １
Ｖ０ －６ Ｎｏ４ ｌ ３ ．
粒度 组成对全铝质浇注料 烧 结前后性 能的影 响
摘 要 ：研究了对于含有一系列骨料、细粉、最小加水量、无水泥和外加剂的全铝质自流浇注料 ，为提高其新
拌 浆 体 的 流 动 性 以及 烧 后 强 度 而 设 计 的 优 化 方 案 。 自 流 的 细 粉 基 质 被 单 独 优 化 ，并 保 持 不 变 。改 变 骨 料 与 基 质
的影 响 ，这 个 影 响 可 以 采 用 粒 度 分 布 、 比表 面积
和 细 粉 含量 之 间 的平 衡 来Байду номын сангаас操 控 和 解 释 。 比表 面 积
使 加 水 量定 量 化 ，并 且 是 材 料 达 到 自流 转 折 点 的 标 准 。最 小 的 比表 面积 保 证 了细 粉 （ 质 ） 的体 基 积 足 以促 进 材 料 的 自流行 为 和 自流 体 的 稠 度 一 致 性 ，以避 免使 用 水硬 性 水泥 结 合剂 。 考 虑 到基 质 与骨 料 颗 粒之 间较 大 的粒 度 差 异 ， 设 想 基 质 中有 一 部 分会 充 填 到 骨 料 颗 粒 之 间 的空
有 人 研 究 根 据 不 同 Ａ ｄｅｓｎ分 布 系 数 （ ） ｎ ｒａｅ ｑ
确 定 的 氧 化 铝 细 粉 和 骨 料 的 粒 度 级 配 ．发 现 粒 度 分 布 和 比表 面 积对 湿 态 和 烧 后 浇 注 料 性 能 有 一 定
设 计 了一 个 简 单 的实 验 ，并 进 行 了实 验 结 论 的 相 关数 据分 析 。
骨料 粒度 对 新 浇 和烧 后 浇 注料 性 能 的影 响 。为 此 ，
均质矾土骨料对 Al2O3-SiC-C 铁沟浇注料性能的影响
护２ ４ ｈ 后， 经１ １ ０ ｏ Ｃ 干燥 ２ ４ ｈ 。干燥后的试样一部分
继续 在 ２ ２ ０℃处 理 ２ ４ ｈ ， 用 于 抗 渣试 验 ； 另 一部９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ —１ ９ ３ ５ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ０ ８
高炉 出铁沟浇注料周期性地受到铁水 和熔渣 的 高温冲刷和侵蚀 ， 使用环境非 常恶 劣。因此 ， 浇 注料
应具 有 良好 的 高温 耐 磨 性 、 抗 铁 水 和 熔 渣 的 冲刷 性 、 抗 渣 侵蚀 和 渗透性 能 ， 还要 具有 良好 的抗 热 震 性 和抗
１ ９ ０ — １ ９ ４
＠／ Ｈ 太对 料
２ ０ １ ５ 年 ６ 月
ＣＡＩ ＬＩ ＡＯ
第４ ９ 卷 第３ 期
均质矾土 骨料 对 Ａ １ ２ Ｏ ３ － Ｓ ｉ Ｃ — Ｃ铁沟 浇注料性能的影 响
罗 琼 陈庆洁 鄢 文 李 楠 洪远远 ’ 陈玉龙
１ ） 河南兴 亚 能源有 限公 司 河 南济 源 ４ ５ ４ ６ ５ ０
示 。可 以看 出 ， 与 均质 矾 土相 比 ， 棕 刚 玉 的体 积 密 度 较大 ， 显 气孔 率 和吸水 率 也较 大 。
表１ 主要原料的化学组成
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
罗琼 ： 男， １ ９ ８ ６年 生， 硕士 ， 工程 师。
Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｕ ｏ ｑ ｉ ｏ ｎ ０ ０ ６ ｌｙ ｆ ＠ １ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ
１ ． ２ 试样制备及性能检测
SIC颗粒尺寸对AL2O3-SIC纳米复合陶瓷的影响
SiC颗粒尺寸对Al2O3-SiC纳米复合陶瓷的影响王宏志高濂郭景坤摘要采用非均相沉淀法制备含有不同粒径SiC颗粒的Al2O3-SiC复合粉体，粉体呈Al2O3包裹SiC的形貌，经热压烧结获得致密烧结体.通过SEM观察，Al2O3基体晶粒尺寸随着加入SiC颗粒粒径的减小而减小.但减小的趋势比Zener 模型预测的弱.力学性能随着加入SiC颗粒粒径的减小而得到改善，这主要同SiC 颗粒对基体的弱化作用减弱及基体粒径变小有关.关键词纳米复合陶瓷,颗粒尺寸,氧化铝,碳化硅,力学性能分类号TB323Silicon Carbide Particle Size Effects in Al2O3-SiC NanocompositesWANG Hong-Zhi GAO Lian GUO Jing-Kun(State Key Lab of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences Shanghai 200050China)Abstract Al2O3-SiC composite powders including different size SiC particles were prepared by the heterogeneous precipitation method. The TEM morphology of Al2O3 coating SiC particles was observed. Dense bodies were obtained by hot pressing. SEM observation showed, the Al2O3 matrix grain size became smaller with the addition of smaller size SiC particles, but the reduction trend was not as strong as Zener expected. The mechanical properties of nanocomposites increased when the size of SiC inclusion became smaller, which was relative to smaller weakening effect of SiC particles on matrix grain and smaller matrix grain size.Key words nanocomposites, particle size, alumina, silicon carbide, mechanical properties1 引言克服陶瓷的脆性一直是人们追求的目标，而纳米陶瓷被认为是解决这一问题的战略途径［1］.自从Niihara报道了在陶瓷基体中加入纳米或亚微米颗粒使材料力学性能大幅度提高以来，纳米复合陶瓷成为材料界令人瞩目的研究领域［2］.Al2O3-SiC纳米复合陶瓷更因其力学性能相对单相Al2O3陶瓷成倍提高而成为研究的热点［3,4］.目前对于Al2O3-SiC纳米复合陶瓷的研究多集中于制备方法、增韧机理以及SiC含量变化的影响，但对于加入不同SiC粒径对纳米复合陶瓷性能和结构产生的影响研究较少.由于普遍认为纳米复合陶瓷的增韧补强机制同残余应力有关，而SiC颗粒的大小和多少都会对残余应力产生影响，因而研究加入不同粒径SiC 颗粒后Al2O3-SiC纳米复合陶瓷力学性能和显微结构的变化,有助于对纳米复合陶瓷的增韧补强机制的认识.2 实验2.1 试样的制备用非均相沉淀法制备Al2O3-SiC复合粉体：把SiC粉体均匀分散在AlCl3.6H2O 溶液中，加入氨水，生成包裹SiC颗粒的Al(OH)3沉淀，经干燥、煅烧、球磨等工艺制得Al2O3-SiC复合粉体.在1650～1750℃之间进行热压烧结制得烧结体，具体工艺过程见参考文献［5］.所制备的试样中SiC的含量均为5vol%，SiC的粒径分别为70nm(中科院北京化冶所生产)、300nm(日本IbidenCoLtd生产)和600nm(中科院上海硅酸盐所生产)，试样分别命名为A、B、C.2.2 测试用Archimedes法测定热压样品的体积密度.将烧结体试样抛光，在1400～1600℃之间进行热腐蚀(Al2O3在空气中，复合材料在氮气氛下).用扫描电镜观察热崐腐蚀表面，用透射电镜观察SiC在Al2O3基体中的分布.用截线法(the linear intercept method)测定试样晶粒大小［6］.每个试样任意选取四张热腐蚀表面SEM照片(不少于200个晶粒)，按照公式G=1.5L/MN计算平均晶粒尺寸G，其中L为线长，M为放大倍数，N为间隔数.材料的三点抗弯强度测试在INSTRON-1195万能材料试验机上进行，加载速率为0.5mm/min.试条尺寸为3mm×4mm×30mm，韧性测试采用压痕法，在AKASHI(AVK-A)显微硬度计上进行.3 结果和讨论3.1 SiC颗粒大小对基体晶粒大小的影响根据Zener模型［6］，在陶瓷中引入第二相，阻碍晶界迁移，抑制晶粒生长.极限基体晶粒尺寸G遵循以下等式r为第二相颗粒直径，f为第二相体积分数.即随着第二相体积分数的增加，基体晶粒尺寸减少.许多研究表明,在Al2O3-SiC纳米复合陶瓷中，随着SiC含量的增加，Al2O3基体晶粒减小［7］.从式(1)还可以得出基体的最终晶粒尺寸与第二相的颗粒大小成正比，即第二相颗粒尺寸越大,则基体晶粒尺寸越大.由于Zener模型是基于大部分第二相颗粒位于基体晶界上而得出的，而对于Al2O3-SiC纳米复合陶瓷来说，理想的显微结构是晶内型，即大部分SiC颗粒位于Al2O3晶粒内，并且由于制备方法的不同，晶粒生长是否还遵循Zener模型,目前还缺乏系统的研究.本实验的样品是通过非均相沉淀法制粉而得到的，所得的粉体为Al2O3包裹SiC形貌，如图1所示，利用Al2O3的γ－α相变过程，实现晶内型的显微结构，从图2看出在A样品中大部分SiC颗粒位于Al2O3晶粒内，少部分较大的颗粒位于晶粒间，表明所制备的样品为晶内型纳米复合陶瓷.图3为A、B、C样品的热腐蚀表面照片.从中可以看出，在相同的烧结温度(1700℃)，随着加入SiC颗粒尺寸的增加，Al2O3基体晶粒也变得越来越大.根据截距法计算基体晶粒尺寸：当SiC粒径为70nm时，Al2O3粒径为1.7μm；SiC粒径为300nm时，Al2O3为3.5μm；当SiC粒径增加到600nm，Al2O3为31μm.图1 非均相沉淀法制备Al2O3-SiC复合粉体的形貌Fig. 1 TEM photograph of Al2O3-SiC composite powder ( 70 nm SiC )图2 A样品的透射电镜照片Fig. 2 TEM photograph of A samples图3 A、B、C样品的热腐蚀表面照片Fig.3 SEM photographs of the thermal-etched surfaces of A、B、C samples 由于初始粉体为Al2O3包裹SiC，在烧结的过程中α-Al2O3就会以SiC颗粒为晶核进行生长，SiC颗粒越多,Al2O3晶粒就会越细小.在SiC含量相同的情况下，由于粒径的不同，在A、B、C样品中SiC颗粒的数量也不同，加入的SiC粒径越小,数量就越多，Al2O3形成的晶核就越多，Al2O3晶粒就越小.少部分位于Al2O3晶界上的SiC颗粒也可起到阻止晶粒生长的作用，这部分SiC对基体晶粒的影响将遵循Zener模型：在SiC含量相同的情况下，粒径不同，SiC的总表面积不同，随着粒径的减少，总表面积增大.在烧结时，当基体晶粒长大遇到第二相颗粒后，界面能就被降低，降低的大小正比于第二相的横截面积.为把界面从第二相颗粒拉开，就必须重新增大界面能.小的SiC颗粒，其比表面积大，基体晶粒长大所需的界面能就多，因而小粒径SiC阻碍晶粒长大的能力更强.当晶界上出现许多第二相，且晶粒达到某一极限尺寸时，界面的正常曲率就不足以使晶粒继续长大，晶粒就停止生长，得到最终粒径.由于以上两种原因，在Al2O3-SiC纳米复合陶瓷中，在SiC含量相同的情况下，随着加入SiC粒径的减小,Al2O3基体晶粒尺寸变小.但是在A、B、C样品中，尽管基体晶粒尺寸随着加入SiC粒径的增加而增加，但增加的幅度并不符合Zener模型的预测.按照Zener模型，如果A5的基体晶粒尺寸为1.7μm，则NA5应为7.3μm，SA5应为14.6μm.但实际上NA5为3.5μm，SA5为31μm.造成这一现象的主要原因是由于Zener模型本身的缺陷所致，一般认为Zener模型是一种弱钉扎模型［8］，这种模型认为晶粒生长的阻力源于晶界能的降低，并假设在晶界的移动过程中其曲率没有变化.然而实际上，当晶界遇到第二相的时候，曲率必然变小,晶界的迁移力就会降低.第二相颗粒越小,曲率变化越大，晶界迁移力降低得越多，基体晶粒比Zener模型预测的要小;第二相颗粒越大，曲率变化越小,晶界迁移率变化越小,基体晶粒比Zener模型预测的要大.3.2 力学性能随SiC粒径的变化从表1可以看出，在SiC加入量相同的情况下，随着SiC粒径的减小,纳米复合陶瓷的强度、韧性、硬度都呈增加趋势.表1力学性能与SiC粒径的关系一般认为，由于纳米复合陶瓷的增韧补强机理同残余应力有关，但是根据Selsing的连续均匀无限大基体中存在单个异相颗粒模型［9］：材料中的残余应力P与粒径无关，因而一些研究者认为在Al2O3中加入不同粒径的SiC，其力学性能变化不大［10］.但是Selsing的模型毕竟是一个比较简单的模型，在复合材料中,单个分散相颗粒是不会独立存在的，必须考虑到复合材料中的分散相是以一定的尺寸和一定数量引入到基体中的.基体颗粒也不是无限大的，分散相可能分布在基体晶粒内,也可能分散在基体晶界上.因而有必要对残余应力进行进一步分析.Levin通过计算认为SiC的加入引起纳米复合陶瓷基体晶粒强度的降低，有利于形成穿晶断裂，但基体强度降低的幅度太大，也会引起断裂韧性的降低，断裂韧性的变化可以表示为［11］：λ为SiC颗粒间的距离.在相同加入量(体积百分含量)的情况下，降低SiC颗粒尺寸,可以增加SiC颗粒数目，使颗粒间的距离变小.即λ变小,根据式(3),减小了SiC对基体强度的弱化作用，因而有利于提高力学性能.同时，根据晶粒生长的Zener模型和3.1中晶粒大小随SiC粒径变化的SEM照片可以看出，随着SiC 粒径的减小,对Al2O3晶粒生长的阻碍作用增强，因而纳米复合材料的基体晶粒尺寸随SiC粒径的减小而减小.根据Hall-Petch关系，材料的强度将随着基体晶粒尺寸减小而提高，即随着SiC粒径的减小而提高.另外，随着SiC粒径的增加，大的SiC颗粒更趋向于位于基体晶界上，形成晶内型纳米复合材料的难度增加，SiC增强晶界的作用减弱，因而力学性能随着SiC粒径的增加而降低.4 结论1.通过非均相沉淀法制粉、热压烧结可以制备出一系列含有不同粒径SiC颗粒的晶内型Al2O3-SiC纳米复合陶瓷.2.随着加入SiC颗粒粒径的减小,Al2O3基体晶粒尺寸变小,但减小的趋势没有Zener模型预测的那么强烈.3.Al2O3-SiC纳米复合陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、硬度都随加入SiC颗粒粒径的减小而增加，这主要同SiC颗粒对基体的弱化作用减弱及基体粒径变小有关.作者单位:中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构开放实验室上海200050参考文献1 Cahn R W. Natrue, 1992, 359: 591-5922 Niihara K. J. Ceram. Soc. Jpn., 1991, 99 (10): 974-9823 Sternitzke M. J. Eur. Ceram. Soc., 1997, 17: 1061-10824 Stearns L C, Zhao J, Harmer M P. J. Eur. Ceram. Soc., 1992, 100: 448-4535 王宏志, 高濂, 郭景坤(WANG Hong-Zhi et al). 无机材料学报(Journal of Inorganic Materials), 1997, 12 (5): 671-6746 Laura C S, Martin P H. J. Am. Ceram. Soc., 1996, 79 (12): 3013-30207 王宏志, 高濂, 郭景坤等(WANG Hong-Zhi et al). 无机材料学报(Journal of Inorganic Materials), 1998, 13 (4): 603-6078 Srolovitz D J, Anderson M P, Grest G S, et al. Acta metall., 1984, 32 (9): 1429-14389 Selsing J. J. Am. Ceram. Soc., 1961, 44: 41910 Carroll L, Sternitzke M, Derby B. Acta Mater., 1996, 44 (11): 4543-455211 Levin I, Kaplan W D, Brandon D G. J. Am. Ceram. Soc., 1995, 78 (1): 254-256。
高密度水泥浆粒度级配对水泥浆抗压强度和流变性的影响
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓｏ ｍｅ ｂｌ ｏｃ ｋｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｗｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ ｏｉ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｉ ｎ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ｄｕ ｅ ｔ Ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｎａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏｆ ｔ ｈｅ ｇｅ ｏｌ ｏｇ ｉ ｃ ａｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｓ，ｏｆ ｔ ｅ ｎ ｅ ｎｃ ｏｕｎ ｔ ｅ ｒ ｅｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａｂ ｎｏ ｒ ｍａｌ ｈｉ ｇｈ — ‘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｇａ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏｉ ｒ ａ ｎ ｄ ｈｉ ｇｈ — 。 ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ａｌ ｔ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｂｅ ａｒ ｉ ｎｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ — ＿ ｖ ｏｉ ｒ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ Ｏ ｓ ｏｌ ｖ ｅ ｔ ｈｅ ｓ ｅ ｐｒ ｏ ｂｌ ｅ ｍ ｓ， ｎ ｅ ｅ ｄ ｔ Ｏ ｕｓ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｄｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｐｒ ｉ ｎｃ ｉ ｐｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ
ｓ ｉ ｚ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｈ ｉ ｇ ｈ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ２ ． ４ ０ ｇ ／ ｃ ｍ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｇ ｒ ａ —
毅， 徐梓 刚， 田宝振 ， 杨 江 ， 刘 鑫 ， 吴 晋 波
０ ６ ２ ５ ５ ２ ）
红柱石骨料的引入对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响
红柱石骨料的引入对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响目前,高炉出铁沟用Al2O3-SiC-C质浇注料中使用的骨料多为棕刚玉颗粒,但电熔棕刚玉在生产过程中会产生严重的污染,所以现在棕刚玉的生产受到了限制。
红柱石作为一种天然耐火原料,储量丰富,含红柱石耐火材料具有优良的体积稳定性和抗热震性等特点。
但迄今为止,有关红柱石在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中应用的报道较少且不全面。
本工作采用不同粒度(8-5mm、5-3mm、3-1mm)和不同温度(1300℃、1400℃、1500℃、1600℃)预烧的红柱石骨料(5-3mm)取代Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中相应的棕刚玉骨料,研究红柱石骨料的粒度和预烧温度对红柱石莫来石化率的影响,进而考察红柱石骨料的粒度和预烧温度对浇注料线变化率、热震稳定性、抗氧化性、高温强度和抗渣性能的影响,以探索红柱石骨料在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中应用的可能性。
第一,研究了红柱石骨料的引入对浇注料线变化率的影响。
结果表明,引入不同粒度的红柱石骨料(8-5mm、5-3mm、3-1mm)后试样的线变化率增大;当引入5-3mm粒度的红柱石骨料时,试样的线变化率最大。
这主要依赖于红柱石莫来石化伴随的体积膨胀效应。
而随着引入红柱石骨料(5-3mm)的预烧温度从1300℃提高到1600℃,试样的线变化率逐渐减小。
这是因为提高预烧温度使得试样中残存红柱石的量减少,经热处理后产生的体积膨胀效应减弱,导致试样的线变化率减小。
可控制红柱石骨料的粒度和预烧温度来调节膨胀率,使其抵消浇注料在长期使用过程中产生的体积收缩,从而提高浇注料的体积稳定性。
第二,研究了红柱石骨料的引入对浇注料热震稳定性的影响。
结果表明,引入红柱石骨料后试样的热震稳定性提高。
这是由于红柱石在高温下分解形成了莫来石-富硅玻璃相的复合结构,这种复合结构有利于试样在热震过程中缓释热应力,从而提高了试样的热震稳定性。
MgO粒度对Al2O3-MgO系浇注料性能的影响
关 键 词 ：浇注料 ；尖晶石 ；炉渣 ；抗７． ２
文献 标识 码 ：Ａ
文 章编 号 ：１７～７２（００ ３０５— ３ ６３ ７９ ２ １）０— ０１０
１ 前 言
随着 炼 钢 生 产 的要 求 日益 提 高 ，迫 使 耐 火 材
成 后 测 定 了浇 注 料 的 机 械 性 能 。此 外 ，测 定 了 试 样 的 抗 热 震 性 ，其 方 法 是 在 测 定 高 温 抗 折 强 度 （ ２ — ０ ｃ之 间 反 复 测 定 ２ 于 ５ １２ ０Ｉ ＝ ０次 ）时 测 定 的 。
强度 、抗 热 震 性 及 抗 侵 蚀 性 的 影 响 。发 现 Ｍ Ｏ 颗 粒 粒 度 的 变 化 影 响 着 Ａ ２厂Ｍｇ 系 浇 注 料 的 机 械 强 度 及 抗 热 震 ｇ ｌ ０ Ｏ 性 的 变 化 ，以 及 影 响 着原 位 尖 晶 石 形 成 的 过 程 和 微 观 结 构 的特 性 。此 外 ，原 位 尖 晶 石 的 形 成 改 善 了 低 水 泥 含 铝 浇注 料 的 抗 炉 渣 侵 蚀 性 和 炉 渣 浸 渍 性 。
耐 火 材 料 各 种 性 能 的 影 响 并 未 见 报 道 。 本 研 究 工 作 的 目 的 就 是 进 一 步 评 估 加 入 不 同 粒 度 的 Ｍｇ 时 Ｏ
８ ６
此 类 浇 注 料 的机 械 性 能 、热 性 能 及 抗 侵 蚀 性 能 的
状况。
２ 实 验
及 ２首 先 向各 浇 注 料 中加 入 ５％的水 ，并 在振 ３结 及 析 表料 兰 成耋 。 果 分 一…一… ～
。．
。
动 台上 进 行 成 型 ，随 后 在 周 围介 质 温度 为 ２ ￣ 时 ５Ｃ
图 １中示 出 在 不 同 温 度 下 烧 成 之 后 各 种 浇 注
骨料对混凝土的影响
骨料对混凝土的影响是非常重要的，它直接影响着混凝土的力学性能、物理性能和耐久性。
以下是关于骨料对混凝土的影响的相关参考内容：
1.力学性能的影响：骨料的类型、粒度和形状会直接影响混凝土的力
学性能。
例如，较大粒径的骨料可以提高混凝土的强度和抗裂性能，因为它们可以增加混凝土的内聚力。
另外，均匀分布的骨料可以提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
2.物理性能的影响：骨料的密度、吸水性和热膨胀系数等物理性能会
直接影响混凝土的质量和性能。
例如，较高密度的骨料可以提高混凝土的重量密度和抗冲击能力。
此外，低吸水性的骨料可以减少混凝土的收缩和膨胀问题。
3.耐久性的影响：骨料的化学性质和强度会影响混凝土的耐久性。
例
如，一些有害物质的含量较高的骨料可能会与水泥中的化学物质反应，导致混凝土的腐蚀和劣化。
此外，骨料的强度也会影响到混凝土的耐久性，强度较低的骨料容易破碎，导致混凝土的强度下降。
4.施工性的影响：骨料的形状和表面特性会影响混凝土的流动性和可
塑性。
例如，角砾石骨料会增加混凝土的内摩擦阻力，使得混凝土的流动性降低。
另外，骨料的大小和形状差异过大也会导致混凝土误差和质量问题。
综上所述，骨料对混凝土的影响是多方面的，包括力学性能、物理性能、耐久
性和施工性等方面。
因此，在选择合适的骨料时，需要综合考虑以上因素，以确保混凝土的质量和性能达到设计要求。
混凝土中骨料粒径对力学性能的影响研究
混凝土中骨料粒径对力学性能的影响研究一、研究背景混凝土作为一种常见的建筑材料，其力学性能的研究一直是建筑领域的热门话题。
而混凝土中骨料粒径的大小对其力学性能的影响一直是一个备受关注的问题。
因此，本文旨在对混凝土中骨料粒径对力学性能的影响进行研究。
二、骨料粒径对混凝土的影响1.骨料粒径对混凝土的强度影响骨料粒径的大小直接影响混凝土的强度。
一般来说，当骨料粒径较大时，混凝土的强度会相应增加。
因为较大的骨料粒径可以提供更多的力学支撑，使得混凝土的强度更加坚固。
相反，当骨料粒径较小时，混凝土的强度会相应降低。
2.骨料粒径对混凝土的抗压强度影响混凝土的抗压强度是衡量其力学性能的一个重要指标。
研究表明，当骨料粒径较大时，混凝土的抗压强度会相应增加。
这是因为较大的骨料粒径可以提供更多的支撑力，使得混凝土更加坚固。
相反，当骨料粒径较小时，混凝土的抗压强度会相应降低。
3.骨料粒径对混凝土的抗拉强度影响混凝土的抗拉强度也是一个重要指标。
研究表明，当骨料粒径较大时，混凝土的抗拉强度会相应增加。
这是因为较大的骨料粒径可以提供更多的支撑力，使得混凝土更加坚固。
相反，当骨料粒径较小时，混凝土的抗拉强度会相应降低。
4.骨料粒径对混凝土的抗冻性影响混凝土的抗冻性是指其在低温环境下的抗冻裂性能。
研究表明，当骨料粒径较大时，混凝土的抗冻性会相应提高。
这是因为较大的骨料粒径可以减少混凝土的孔隙度，使得混凝土更加紧密，从而减少冻融循环时的内部损伤。
三、研究方法本文采用实验研究的方法，通过制备不同粒径的骨料混凝土，分别进行强度、抗压强度、抗拉强度和抗冻性等性能测试，并对测试结果进行分析。
四、实验步骤1.制备不同粒径的骨料混凝土。
将不同粒径的骨料按照一定比例混合，再按照标准配合比制备混凝土试件。
2.进行强度测试。
将制备好的混凝土试件进行强度测试，包括抗压强度和抗拉强度。
3.进行抗冻性测试。
将制备好的混凝土试件放置在低温环境下进行冻融循环测试，记录混凝土试件的冻裂情况。
骨料特性对混凝土性能的影响
⾻料特性对混凝⼟性能的影响⾻料在⽔泥基材中具有重要的作⽤。
混凝⼟材料中⾻料相与基体相对⽔泥基材料⼒学性能具有协同作⽤，表现出复合材料的⼒学⾏为。
本⽂主要从⾻料品种、最⼤粒径、粒形、级配、碱活性等⽅⾯对混凝⼟强度、弹性模量及变形等⽅⾯的影响规律进⾏阐述。
⾻料在⽔泥基材中具有重要的作⽤。
传统观念认为普通混凝⼟性能的好坏主要取决于基体相的性能，⽽⾻料的影响相对较⼩，因⽽⾻料的作⽤并没有引起⾜够的重视。
然⽽，随着⽔泥基材料性能的提⾼(如各种⾼强、⾼性能混凝⼟材料的出现)，⾻料在这些材料中的作⽤逐渐突出。
本⽂着重介绍混凝⼟材料宏观组成相— ⾻料相与基体相对⽔泥基材料⼒学性能的协同作⽤，在此基础上，从⾻料品种、最⼤粒径、粒形、级配及⾻料含量等⽅⾯对混凝⼟强度、弹性模量等的影响规律作进⼀步阐述。
1⽔泥基材料中⾻料相与基体相的协同效应 越来越多的研究表明，随着⽔泥基材料⼒学性能的提⾼，其性能并⾮由单⼀的基体相决定，⽽是充分表现出复合材料的⾏为。
基体相与⾻料相的相对性能变化对⽔泥基材料⼒学性能的影响就是复合材料⾏为的具体表现。
这主要是因为在受到荷载作⽤时，⽔泥基材料内部性能不同的宏观组成相之间由于荷载传递⽽引起的协同作⽤所造成的。
当混凝⼟中基体相与⾻料相的性能相匹配时，有利于充分发挥各组成相的最⼤潜能，并可使混凝⼟复合材料性能达到最佳。
国外科研⼯作者采⽤微观⼒学模型研究了混凝⼟材料在受荷情况下宏观组成相的相对性能对其内部裂纹扩展的影响，指出⾻料相与基体相之间的抗拉强度⽐是决定材料内部裂纹扩展途径最为重要的因素。
另外，混凝⼟作为⼟⽊⼯程中最常⽤的建筑材料之⼀，其基体相与⾻料相在宏观尺度上和⼒学性能上亦存在较⼤差别。
宏观尺度上，粗⾻料最⼤粒径为厘⽶级，未⽔化的⽔泥颗粒为微⽶级，⽽⽔泥⽔化产物的尺度则更⼩;⽽在⼒学性能上，普通混凝⼟中⾻料相与基体相的弹性模量之⽐在5.0以上，⾼性能混凝⼟中⾻料相与基体相之间的弹性模量之⽐也在3.0左右。
骨料粒径对自密实混凝土流变性、工作性和静态稳定性影响研究
第３９卷第７期２０２０年７月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹＶｏｌ.３９㊀Ｎｏ.７Ｊｕｌｙꎬ２０２０骨料粒径对自密实混凝土流变性㊁工作性和静态稳定性影响研究张志超(中国土木工程集团有限公司ꎬ北京㊀１０００３８)摘要:通过工作性试验㊁流变性能测试和柱状法试验ꎬ研究了不同粗骨料最大粒径对ＣＲＴＳⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土流变性㊁工作性和静态稳定性的影响ꎮ结果表明ꎬ随着粗骨料最大粒径的增加ꎬ自密实混凝土扩展度先增大后小幅度减小ꎬＴ５００先减小后增大ꎮ当骨料粒径在５~２０ｍｍ范围内时ꎬ扩展度和Ｌ仪充填比最大ꎬＴ５００和Ｊ环高差最小ꎮ混凝土屈服应力和塑性黏度随骨料粒径的增大呈先减小后增大的趋势ꎮ静态离析百分数在骨料粒径为５~２０ｍｍ时最大ꎮ随着塑性黏度的增大ꎬＴ５００线性增加ꎬ而静态离析百分数线性减小ꎮ关键词:自密实混凝土ꎻ骨料粒径ꎻ流变性ꎻ工作性ꎻ静态稳定性中图分类号:ＴＵ５２８.５３㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１００１￣１６２５(２０２０)０７￣２１３９￣０６ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＣｏａｒｓｅＡｇｇｒｅｇａｔｅＳｉｚｅｏｎＲｈｅｏｌｏｇｙꎬＷｏｒｋａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳｔａｔｉｃＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇＣｏｎｃｒｅｔｅＺＨＡＮＧＺｈｉｃｈａｏ(ＣｈｉｎａＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００３８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｒｏｕｇｈｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔꎬｒｈｅｏｌｏｇｙｔｅｓｔａｎｄｃｏｌｕｍｎｔｅｓｔꎬｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｘｉｍｕｍｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅｏｎｔｈｅｒｈｅｏｌｏｇｙꎬｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔａｔｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＣＲＴＳⅢｓｌａｂｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓｔｒａｃｋｓｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｍａｘｉｍｕｍｓｉｚｅꎬｔｈｅｓｌｕｍｐｆｌｏｗｏｆＳＣＣｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓꎬｂｕｔＴ５００ｓｈｏｗｓｔｈｅｏｐｐｏｓｉｔｅｃｈａｎｇｉｎｇｔｒｅｎｄ.Ｗｈｅｎｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅｉｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ５￣２０ｍｍꎬｔｈｅｓｌｕｍｐｆｌｏｗａｎｄｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｉｏｏｆＬ￣ｔｙｐｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｔｈｅｌａｒｇｅｓｔꎬｗｈｉｌｅｔｈｅＴ５００ａｎｄｈｅｉｇｈｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＪ￣ｒｉｎｇａｒｅｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔ.Ｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｓｓａｎｄｐｌａｓｔｉｃｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅ.Ｔｈｅｓｔａｔｉｃｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｗｈｅｎｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅｉｓ５￣２０ｍｍ.ＷｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｌａｓｔｉｃｖｉｓｃｏｓｉｔｙꎬＴ５００ｉｎｃｒｅａｓｅｓｌｉｎｅａｒｌｙꎬｗｈｉｌｅｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｓｔａｔｉｃｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｓｌｉｎｅａｒｌｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅꎻｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅꎻｒｈｅｏｌｏｇｙꎻｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙꎻｓｔａｔｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙ基金项目:中国铁路总公司重大课题(２０１９Ｇ００２￣Ａ￣３)作者简介:张志超(１９７７ )ꎬ男ꎬ高工ꎮ主要从事工程技术与工程管理相关的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｚｃｈａｏｚｇｔｍ＠１２６.ｃｏｍ０㊀引㊀言ＣＲＴＳⅢ型板式无砟轨道是我国具有自主知识产权的一种新型轨道结构[１￣４]ꎮ其中ꎬ充填层自密实混凝土是ＣＲＴＳⅢ型无砟轨道的重要组成部分ꎮ与普通自密实混凝土结构不同ꎬＣＲＴＳⅢ型板式无砟轨道的特殊结构决定了充填层自密实混凝土需要具备更优良的新拌工作性㊁抗离析性和间隙通过性才能密实填充布满钢筋网的狭长空间[５]ꎮ但是ꎬ由于配合比以及环境变化的原因ꎬ自密实混凝土自身的流动性会受到较大影响ꎬ进而发生骨料离析或者体积不密实等现象ꎮ除了胶凝体系外ꎬ粗骨料的粒径分布对自密实混凝土的流动性具有重要影响[６￣８]ꎮ研究表明[９]ꎬ当砂石体系达到合适的级配时ꎬ整个自密实混凝土体系颗粒比表面积能够大大减小ꎬ此时体系所需的浆体量最小ꎮ骨料堆积的颗粒相互作用如图１所示ꎬ粒径较小的骨料通常在外力作用下不易发生沉降ꎬ并较为稳定地悬浮在混凝土体系内ꎮ当混凝土发生流动行为时ꎬ粒径较大的骨料由于惯性作用会对周围骨料产生更大的作用力ꎬ从而在宏观上改变混凝土的流动性[１０]ꎮ综上ꎬ选择合理参数２１４０㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷图１㊀骨料堆积的颗粒相互作用Ｆｉｇ.１㊀Ｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｉｎａｇｇｒｅｇａｔｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ范围的粗骨料对提高自密实混凝土新拌工作性具有重要意义ꎮ除了工作性和流变性外ꎬ静态稳定性也是表征骨料在自密实混凝土内部均匀分布的重要指标[１１￣１２]ꎮ为了更好地掌握粗骨料粒径分布对自密实混凝土工作性和静态稳定性的影响ꎬ本文通过工作性参数试验㊁流变参数测试和柱状法测试三种手段研究了自密实混凝土坍落扩展度㊁扩展时间Ｔ５００㊁Ｊ环高差㊁Ｌ型仪充填比㊁屈服应力㊁塑性黏度和静态离析百分数随骨料最大粒径的变化情况ꎬ为混凝土施工质量的控制提供了依据ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀原材料及配合比采用的水泥为中国联合水泥集团有限公司生产的基准水泥Ｐ Ⅰ４２.５ꎬ粉煤灰为Ｆ类Ⅰ级ꎬ矿粉为Ｓ９５级ꎮ减水剂类型为聚羧酸高效减水剂ꎬ由重庆市江津区减水剂厂生产提供ꎬ减水率为２５.６％ꎮ粗骨料粒径分别采用５~１０ｍｍ㊁５~１６ｍｍ㊁５~２０ｍｍ和５~２５ｍｍ四个粒径区间ꎬ含泥量均小于０.４％ꎮ试验采用纤维素醚作为自密实混凝土的黏度改性材料ꎬ膨胀剂为四川达州川优建材有限公司提供ꎮ具体配合比见表１ꎮ表１㊀自密实混凝土配合比Ｔａｂｌｅ１㊀Ｍｉｘｔｕｒｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｓｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ/(ｋｇ/ｍ３)Ｎｏ.ＣｅｍｅｎｔＦｌｙａｓｈＳｌａｇＶｉｓｃｏｓｉｔｙ￣ｍｏｄｉｆｉｅｄａｇｅｎｔＥｘｐａｎｓｉｖｅａｇｅｎｔＳａｎｄＣｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅＷａｔｅｒＳｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒＣ１２６０５０１３０３３４７８３０８３０(５￣１０ｍｍ)１８２７.２８Ｃ２２６０５０１３０３３４７８３０８３０(５￣１６ｍｍ)１８２７.２８Ｃ３２６０５０１３０３３４７８３０８３０(５￣２０ｍｍ)１８２７.２８Ｃ４２６０５０１３０３３４７８３０８３０(５￣２５ｍｍ)１８２７.２８１.２㊀试验方法１.２.１㊀自密实混凝土工作性(１)坍落扩展度和扩展时间Ｔ５００将坍落扩展度板至于水平地面上ꎬ坍落度筒放置在扩展度板中心处ꎬ用湿布擦拭坍落度筒和扩展度板的表面ꎮ将搅拌均匀的混凝土倒入坍落度筒内ꎬ倒入全过程中用脚踩紧筒两边的踏板防止其滑移ꎬ待倾倒完毕后ꎬ用抹刀刮去上表面多余的混凝土ꎮ随后垂直平稳提起坍落度筒ꎬ使混凝土自由流淌ꎬ记录混凝土扩展度达到５００ｍｍ所用的时间以及混凝土不再流动时互相垂直方向的平均直径即为Ｔ５００和扩展度ꎮ(２)Ｊ环障碍高差Ｊ环障碍高差试验和坍落扩展度测试过程相似ꎮ在放置坍落度筒至扩展度板中心位置后ꎬ将Ｊ环套在筒外ꎮ提起坍落度筒使混凝土自然流淌至静止状态ꎬ测得Ｊ环中心顶面至混凝土顶面的高度差Δｈꎬ以及Ｊ环互相垂直的四个方向顶面与相应混凝土的高度差Δｈ１㊁Δｈ２㊁Δｈ３㊁Δｈ４ꎮＪ环障碍高差ｈ按式(１)来计算ꎮｈ＝Δｈ１＋Δｈ２＋Δｈ３＋Δｈ４４－Δｈ(１)(３)Ｌ型仪充填比Ｌ型仪由前槽(垂直方向)和后槽(水平方向)两部分组成ꎬ前槽高度为６００ｍｍꎬ后槽高度为１５０ｍｍꎬ前后槽间设置有活动门ꎬ门前安装３根长１５０ｍｍ的ϕ１２ｍｍ光圆钢筋ꎮ将Ｌ型仪放在水平坚实的地面上ꎬ用湿布润湿内壁后把拌和均匀的混凝土倒入Ｌ型仪前槽ꎬ静置１ｍｉｎ后迅速提起活动门使混凝土自然流淌ꎬ待混凝土静止后记录前后槽混凝土的高度ꎬ后槽高度与前槽的比值即为Ｌ型仪充填比ꎮ自密实混凝土的新拌工作性能应当满足Ｑ/ＣＲ５９６ ２０１７«ＣＲＴＳⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件»ꎬ具体参数范围如表２所示ꎮ第７期张志超:骨料粒径对自密实混凝土流变性㊁工作性和静态稳定性影响研究２１４１㊀表２㊀自密实混凝土工作性参数要求范围Ｔａｂｌｅ２㊀Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙｒａｎｇｅｏｆｓｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅＳｌｕｍｐｆｌｏｗ/ｍｍＴ５００/ｓＪ￣ｒｉｎｇｈｅｉｇｈｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ/ｍｍＬ￣ｔｙｐｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｉｏＢｌｅｅｄｉｎｇｒａｔｅ/％Ｇａｓｃｏｎｔｅｎｔ/％Ｖｅｒｔｉｃａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｒａｔｅ/％ɤ６８０３￣７<１８ȡ０.８００ȡ３.００￣１.０１.２.２㊀自密实混凝土流变性能自密实混凝土的流变性能采用丹麦Ｇｅｒｍａｎｎ公司生产的ＩＣＡＲ混凝土流变仪ꎮ流变桶内部直径为３５５ｍｍꎬ高度为３８０ｍｍꎻ转子直径为１２５ｍｍꎬ高度为２９０ｍｍꎮ测试前先高速搅拌２０ｓ以便排除混凝土触变性对流变参数的影响ꎮ随后剪切速率逐级降低ꎬ每个扭矩值恒定５ｓꎬ具体测试程序如表３所示ꎮ表３㊀自密实混凝土流变测试程序Ｔａｂｌｅ３㊀Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｔｅｓｔｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｓｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅＰｒｅ￣ｍｉｘｉｎｇｔｉｍｅ/ｓＰｒｅ￣ｍｉｘｉｎｇｓｐｅｅｄ/(ｒ/ｓ)Ｉｎｉｔｉａｌｒｏｔａｔｉｏｎｒａｔｅ/(ｒ/ｓ)Ｆｉｎａｌｒｏｔａｔｉｏｎｒａｔｅ/(ｒ/ｓ)ＮｕｍｂｅｒｏｆｔｅｓｔｐｏｉｎｔｓＴｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌｏｆｅａｃｈｐｏｉｎｔ/ｓ２００.５０.５０.０５１０５㊀㊀自密实混凝土流变仪的测试原理是基于Ｒｅｉｎｅｒ￣Ｒｉｗｌｉｎ方程的计算过程得出的[１３￣１４]ꎮ该方程从传感器测试得到的扭矩(Ｔ)￣转速(Ｎ)关系出发ꎬ将混凝土视作标准牛顿流体ꎬ通过数学推导的方式得到自密实混凝土的屈服应力τ０和塑性黏度μꎬ如式(２)~(３)所示ꎮτ０＝(１Ｒｉ２－１Ｒ０２)４πａｌｎ(Ｒ０Ｒｉ)Ｇ(２)μ＝(１Ｒｉ２－１Ｒ０２)８π２ａＨ(３)式中ꎬＲｉ和Ｒ０分别为转子半径和圆筒半径ꎬＧ和Ｈ分别为Ｔ￣Ｎ直线拟合得到的截距和斜率ꎬａ为同轴圆筒流变仪转子浸没在混凝土中的高度ꎮ１.２.３㊀自密实混凝土静态稳定性图２㊀柱状法实验装置Ｆｉｇ.２㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐａｒａｔｕｓｏｆｃｏｌｕｍｎｍｅｔｈｏｄ美国的ＡＳＴＭＣ１６１０￣１４标准采用柱状法[１５]来测量并计算得到静态稳定性指标ꎮ静态稳定性测试装置如图２所示ꎮ首先用湿布润湿圆柱体试模内壁ꎬ将两侧阀门打开ꎬ在２ｍｉｎ内将混凝土倒入试模内ꎬ静置约１５ｍｉｎꎮ随后将阀门关闭ꎬ在２０ｍｉｎ以内取出圆筒上下两节的混凝土ꎬ在４.７５ｍｍ方孔筛中将上下节的骨料洗出ꎬ再对其进行烘干称量ꎬ计算静态离析百分数ꎬ如式(４)所示ꎮｓ＝２(ｍ１－ｍ２ｍ１＋ｍ２)ˑ１００(４)式中ꎬｓ为混凝土静态离析百分数(％)ꎬｍ１为下层混凝土骨料质量(ｋｇ)ꎬｍ２为上层混凝土骨料质量(ｋｇ)ꎮ２㊀结果和讨论２.１㊀骨料粒径对工作性参数的影响图３所示为各项工作性参数随骨料粒径的变化情况ꎮ四组配合比下自密实混凝土均满足规范要求ꎬ每一组混凝土泌水率均为０％ꎬ能够较好地完成现场ＣＲＴＳⅢ型板式无砟轨道的施工灌注ꎮ由图３可知ꎬ随着粗骨料最大粒径的逐渐增大ꎬ自密实混凝土坍落扩展度和Ｌ型仪充填比呈先增大后减小的变化趋势ꎬ但２１４２㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷Ｔ５００和Ｊ环高差则呈现出相反的变化情况ꎮ粒径范围为５~１０ｍｍ时ꎬ扩展度值在四个配合比中最小为６３２ｍｍꎮ同时该配合比对应的Ｊ环高差为１５.４ｍｍꎬ说明此状态下自密实混凝土的流动性和间隙通过性能均呈较低的水平ꎮ然而当骨料最大粒径值增至２０ｍｍ时ꎬ扩展度增至６５７ｍｍꎬ增大较为显著ꎮ随着骨料最大粒径继续增大ꎬ扩展度又有所减小ꎮ当骨料粒径分布范围为５~２０ｍｍ时ꎬ混凝土对应的扩展度和Ｌ型仪充填比最大ꎬ而Ｔ５００和Ｊ环高差最小ꎮ图３㊀粗骨料最大粒径对工作性参数的影响Ｆｉｇ.３㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｘｉｍｕｍｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅｏｎｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ２.２㊀骨料粒径对流变参数的影响图４㊀自密实混凝土扭矩￣转速关系和拟合直线方程Ｆｉｇ.４㊀Ｔｏｒｑｕｅ￣ｓｐｅｅｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｎｄｌｉｎｅａｒｆｉｔｔｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ图４所示为四种骨料最大粒径下自密实混凝土的扭矩￣转速关系以及基于Ｂｉｎｇｈａｍ模型的拟合结果ꎮ由拟合结果可知ꎬ自密实混凝土的扭矩￣转速近似符合线性增长关系ꎮ有研究表明[１６]ꎬ当掺入部分矿物掺合料后ꎬ自密实混凝土的流变曲线可能会出现剪切增稠或剪切稀化的现象ꎮ当扭矩￣转速关系偏离线性关系过大时ꎬ屈服应力和塑性黏度的拟合结果可能会出现偏离实际值的情况ꎮ本实验所得出的数据中ꎬ扭矩￣转速线性关系显著ꎬ故能够保证流变参数的准确性ꎮ图５所示为不同粗骨料最大粒径下自密实混凝土屈服应力和塑性黏度ꎮ由图５(ａ)可知ꎬ当骨料最大粒径由１０ｍｍ增大至１６ｍｍ时ꎬ混凝土屈服应力值由１４.４９Ｐａ增至１４.７２Ｐａꎬ然而当骨料粒径继续增大时ꎬ屈服应力出现一定波动ꎬ并非继续呈线性增长关第７期张志超:骨料粒径对自密实混凝土流变性㊁工作性和静态稳定性影响研究２１４３㊀系ꎮ塑性黏度随粗骨料最大粒径的变化趋势和工作性参数中的Ｔ５００类似ꎬ当粗骨料最大粒径增至２０ｍｍ时ꎬ塑性黏度由１０ｍｍ的１５.３５Ｐａ ｓ减小至１２.５０Ｐａ ｓꎻ然而当最大粒径继续增大时ꎬ塑性黏度有所增大ꎮ粗骨料粒径的增大会降低骨料体系的总比表面积ꎬ使得附着在骨料表面的浆体体积有所减少ꎬ可自由流动的浆体体积增多ꎬ进而提高了自密实混凝土的流动性ꎮ图５㊀粗骨料最大粒径对流变参数的影响Ｆｉｇ.５㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｘｉｍｕｍｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅｏｎｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ２.３㊀骨料粒径对静态离析百分数的影响图６为粗骨料最大粒径对静态离析百分数的影响ꎮ由图６可知ꎬ随着粗骨料最大粒径的增大ꎬ自密实混凝土的静态离析百分数逐渐增大ꎬ表示混凝土抗离析性有所下降ꎮ此时大于４.７５ｍｍ的粗骨料下沉现象有所加剧ꎮ骨料最大粒径为１０ｍｍ时ꎬ自密实混凝土静态离析百分数为０.８３％ꎬ出现离析现象的骨料很少ꎬ混凝土匀质性良好ꎮ但当粗骨料最大粒径增大至２０ｍｍ时ꎬ相同黏度的浆体下大颗粒骨料在重力作用更容易发生下沉现象ꎬ从而导致骨料和浆体局部离析ꎮ当骨料粒径继续增大ꎬ静态离析百分数有所减小ꎮ最大粒径为２０ｍｍ时所对应的混凝土静态离析百分数为３.１４％ꎮ图６㊀粗骨料最大粒径对静态离析百分数的影响Ｆｉｇ.６㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｘｉｍｕｍｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｉｚｅｏｎｓｔａｔｉｃｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ图７㊀塑性黏度和Ｔ５００的关系Ｆｉｇ.７㊀ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｌａｓｔｉｃｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄＴ５００２.４㊀流变参数和工作性的关系图７所示为塑性黏度和Ｔ５００的关系ꎮ根据拟合直线方程和相关系数可知ꎬ塑性黏度和Ｔ５００近似满足正向线性关系ꎬ即随着混凝土塑性黏度的增大ꎬＴ５００逐渐增大ꎮ塑性黏度是评价流体受外力变形速度的重要流变参数ꎮ当塑性黏度越大ꎬ需要更大的外部剪切力才能打破混凝土内部絮凝和颗粒间的网状结构ꎬ使混凝土发生流动ꎮ而Ｔ５００则是自密实混凝土流变性的宏观体现ꎬ故对于本试验的各配合比ꎬ当塑性黏度增大时ꎬＴ５００也会随之增大ꎮ２１４４㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷图８㊀塑性黏度和静态离析百分数的关系Ｆｉｇ.８㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｌａｓｔｉｃｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｓｔａｔｉｃｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ２.５㊀流变参数和静态离析百分数的关系图８所示为静态离析百分数随塑性黏度的变化情况ꎮ由图８可以发现ꎬ随着塑性黏度的增大ꎬ自密实混凝土静态离析百分数有所减小ꎮ直线拟合的相关系数为０.９４０７ꎬ说明下降近似符合线性关系ꎮ对于自密实混凝土来说ꎬ塑性黏度值的大小主要取决于混凝土中的胶凝体系ꎮ当塑性黏度较大时ꎬ浆体抵抗外力作用的能力越大ꎬ进而减小了粗骨料离析程度ꎬ提高了混凝土静态稳定性ꎮ因此在骨料级配中ꎬ应当控制粗骨料最大粒径在合理的范围区间ꎮ当最大粒径过大时ꎬ混凝土流变性较好但静态稳定性较差ꎻ而当粒径过小时ꎬ混凝土静态稳定性较好但新拌流变性较差ꎮ３㊀结㊀论(１)随着骨料最大粒径的增大ꎬ自密实混凝土扩展度和Ｌ型仪充填比先增大后减小ꎬ而Ｔ５００和Ｊ环障碍高差则先减小后增大ꎮ当骨料最大粒径为２０ｍｍ时ꎬ混凝土工作性和间隙通过性较好ꎮ(２)当粗骨料粒径增大时ꎬ自密实混凝土塑性黏度变化情况和工作性相似ꎮ粗骨料最大粒径为２０ｍｍ的混凝土塑性黏度显著低于其他粒径级配的混凝土ꎬ而屈服应力则与最大粒径无显著相关性ꎮ(３)随着粗骨料最大粒径的增大ꎬ自密实混凝土的静态离析百分数呈先增大后减小的变化趋势ꎬ最大粒径为２０ｍｍ的混凝土静态稳定性较好ꎮ(４)通过对塑性黏度和Ｔ５００㊁静态离析百分数的拟合结果可知ꎬ随着塑性黏度的增大ꎬＴ５００线性增大ꎬ而静态离析百分数线性减小ꎮ参考文献[１]㊀谭㊀希.复杂温度条件下ＣＲＴＳⅢ型板式无砟轨道受力与变形特性研究[Ｄ].北京:北京交通大学ꎬ２０１８.[２]㊀陈㊀森.ＣＲＴＳⅢ型板无砟轨道自密实混凝土配制技术[Ｊ].中小企业管理与科技ꎬ２０１４(１２):１２９￣１３１.[３]㊀付㊀钢ꎬ王建伟.ＣＲＴＳⅢ型板充填层自密实混凝土施工质量控制研究[Ｊ].铁道建筑技术ꎬ２０１６(９):１００￣１０４.[４]㊀蓝波桥ꎬ于㊀福ꎬ叶守杰ꎬ等.矿物掺合料对ＣＲＴＳⅢ型板填充自密实混凝土性能影响研究[Ｊ].新型建筑材料ꎬ２０１８ꎬ４５(１１):１２７￣１３０.[５]㊀刘冠营.高速铁路ＣＲＴＳⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土配制试验研究[Ｊ].铁道建筑ꎬ２０１８ꎬ５８(８):１０１￣１０４.[６]㊀王㊀珏.骨料对自密实混凝土工作性能及力学性能的影响[Ｊ].广东建材ꎬ２０１８ꎬ３４(１２):２５￣２７.[７]㊀蒋玉川ꎬ王㊀阳ꎬ许金娥.粗骨料对自密实混凝土流变性能影响的研究[Ｊ].混凝土与水泥制品ꎬ２０１７(３):５￣８.[８]㊀ＢｏｎｅｎＤꎬＳｈａｈＳＰ.Ｆｒｅｓｈａｎｄｈａｒｄｅｎｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｅｌｆ￣ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ[Ｊ].ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２００５ꎬ７(１):１４￣２６.[９]㊀ＢｒｏｕｗｅｒｓＨＪＨꎬＲａｄｉｘＨＪ.Ｓｅｌｆ￣ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ:ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ[Ｊ].ＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２００５ꎬ３５(１１):２１１６￣２１３６.[１０]㊀武㊀斌.流变特性对新拌混凝土稳定性的影响[Ｄ].北京:中国建筑材料科学研究总院ꎬ２０１９.[１１]㊀王㊀振ꎬ李化建ꎬ易忠来ꎬ等.自密实混凝土稳定性机理及其影响因素研究新进展[Ｊ].材料导报ꎬ２０１７ꎬ３１(Ｓ１):３７９￣３８３.[１２]㊀李化建ꎬ张㊀勇ꎬ赵庆新ꎬ等.简化柱状法对自密实混凝土静态稳定性的表征[Ｊ].建筑材料学报ꎬ２０１７ꎬ２０(２):２５１￣２５４＋２６０.[１３]㊀ＬｉＭꎬＨａｎＪꎬＬｉｕＹꎬｅｔａｌ.ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅＣｏｕｅｔｔｅｉｎｖｅｒｓｅｐｒｏｂｌｅｍｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｉｎａｃｏａｘｉａｌｃｙｌｉｎｄｅｒｒｈｅｏｍｅｔｅｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｈｅｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ６３(１):５５￣６２.[１４]㊀刘㊀宇ꎬ黎梦圆ꎬ阎培渝.矿物掺合料对胶凝材料浆体流变性能和触变性的影响[Ｊ].硅酸盐学报ꎬ２０１９ꎬ４７(５):５９４￣６０１.[１５]㊀张㊀勇ꎬ赵庆新ꎬ李化建ꎬ等.自密实混凝土基本工作性能与其静态稳定性间的关系[Ｊ].硅酸盐学报ꎬ２０１６ꎬ４４(２):２６１￣２６７.[１６]㊀黄法礼ꎬ李化建ꎬ易忠来ꎬ等.自密实混凝土剪切变稠和剪切变稀行为研究进展[Ｊ].材料导报ꎬ２０１７ꎬ３１(Ｓ１):３９２￣３９５＋４０１.。
粒度组成对浇注料性能的影响
粒度组成对浇注料性能的影响
董莉峰;郭攀龙;齐艳红
【期刊名称】《包钢科技》
【年(卷),期】2005(031)005
【摘要】以电熔刚玉、电熔镁砂、硅灰等为主要原料,采用不同的颗粒配比对浇注料流动性及常温物理性能进行测试,结果显示:骨料的配比与细粉的含量对浇注料的流动性影响较大,当粗、中、细骨料比例为15:25:20并加入适量的细粉时流动性最好.
【总页数】4页(P18-21)
【作者】董莉峰;郭攀龙;齐艳红
【作者单位】包钢(集团)新耐股份有限公司,内蒙古,包头,014010;包钢(集团)新耐股份有限公司,内蒙古,包头,014010;包钢(集团)新耐股份有限公司,内蒙古,包
头,014010
【正文语种】中文
【中图分类】TQ175.73+2
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关于自流耐火浇注料的配方、影响流动性的因素等
关于自流耐火浇注料的配方、影响流动性的因素等前几天有客户在后台问到自流耐火浇注料的影响因素，所以今天讲一下这个。
自流浇注料具有很好的流动性和间隙通过性，可以在无振动的条件下浇注施工，拆模后施工面光滑、平整。
在衬体较薄，难以施工或修补衬体等热工设备上应用比较多。
在钢包和中间包、高炉出铁沟和造沟、锅炉管保护层和焚烧炉护排、加热炉和水泥窑等热工设备上常用到自流耐火浇注料。
自流耐火浇注料主要是靠里面的分散剂来增加浇注料的流动性，以此达到自流的效果。
分散剂一般分为无机分散剂和有机分散剂两大类。
常用的无机分散剂有硅酸盐类(例如水玻璃)和碱金属磷酸盐类(例如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠等)。
有机分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯等。
自流耐火浇注料常用流动性评估方式采用流动度(值)来衡量。
自流浇注料的施工较传统浇注料要方便得多，所用设备大致相同，但自流浇注料无须振动棒振动。
混合设备一般用强力搅拌机，输送设备可采用吊装容器，但目前采用压送技术的较多，此技术使输送更加方便快捷，减轻了作业者的工作量。
由于自流浇注料的流动性非常好，因此需要密封性好和结构强度高的模胎结构，以防止在施工过程中出现物料漏出。
另外，自流浇注料不能失水，否则会影响流动性能，所以与自流浇注料接触的木质模胎表面要注意涂油。
自流耐火浇注料之所以得到大范围应用，也与其不用钢钎插捣或击打外模，能减少施工费用、降低劳动强度，同时施工无噪声污染。
自流耐火浇注料也有相应的国标标准，YB/ T4197-2009《自流耐火浇注料》里根据化学成分把自流浇注料分为高铝质、刚玉质、刚玉尖晶石质和铬刚玉质，同时又根据其化学成分分为SF50、SF55、SF60、SF65、SF90、SF92、SF90M、SF90C八个牌号。
牌号中SF是英文Self-flow的缩写，M代表MgO，C代表Cr₂O₃，其中数字代表期主要成分的质量百分数。
高铝自流浇注料的流动性及其影响因素
表 2 粗颗粒级配与流动性的关系
级配 10～ 5mm 5～ 1mm
5～ 3mm
3～ 1mm
水 流动性 (% ) (% )Leabharlann 12020
8 78
50
45
45
35
35
40
1～ 0mm
4
7
10
10
8
25
15
20
15
20
30
25
< 0. 088mm 44
31
30
35
39
30
35
35
40
40
35
35
水%
8
8
9
9
10 9. 5 9. 5 10. 5 10. 5 10. 5 10. 5 10. 5
自流值
• 0 ≈ 0 ≈ 0 ≈ 0 32
30
25 42. 5 50
60
60
60
13 40 20 40 10. 5 70
自流料的流动性来自水泥浆, < 1mm 部 分多则泥浆多, 流动性好, 而粉料太多则需水 量大, 所以增加 1～ 0mm 的颗粒组分是有利 的。 从表 1 可以看出> 1mm 颗粒组分大于 50% 时, 很难获得较好的流动性, 研究结果表 明: 具 有 良 好 流 动 性 的 粒 度 构 成 范 围: > 1mm 35 ～ 50% , 1 ～ 0mm 15 ～ 30% , < 0. 088mm 35～ 50%。
骨料种类对铁水包用Al_(2) O_(3)-SiC-C砖性能的影响
骨料种类对铁水包用Al_(2) O_(3)-SiC-C砖性能的影响高东升;聂建华;蔡曼菲;梁永和;张晓存【期刊名称】《耐火材料》【年(卷),期】2024(58)1【摘要】骨料作为耐火材料的重要组成部分,决定着材料的各项性能。
分别以粒度均为5~3、3~1和≤1 mm的高铝矾土、电熔棕刚玉、板状刚玉为骨料,以电熔白刚玉(≤0.045 mm)、SiC(≤0.075 mm)、活性α-Al_(2)O_(3)微粉(≤0.045 mm)和鳞片石墨(≤0.15 mm)等为基质,以热固性酚醛树脂为结合剂制备了Al_(2)O_(3)-SiC-C砖,研究了骨料种类(高铝矾土、电熔棕刚玉、板状刚玉)对Al_(2)O_(3)-SiC-C砖常温力学性能、高温力学性能和抗渣性能的影响。
结果表明:以板状刚玉为骨料时,由于其较高的致密度和较低的杂质含量,使得Al_(2)O_(3)-SiC-C砖具有最优的高温力学性能和抗渣性能;以高铝矾土为骨料时,由于其较高的气孔率和杂质含量,导致试样高温力学性能和抗渣性最差。
【总页数】6页(P19-24)【作者】高东升;聂建华;蔡曼菲;梁永和;张晓存【作者单位】武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ175【相关文献】1.铝酸钙水泥种类对Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响2.晶体硅切割废料对Al_(2)O_(3)-SiC-C铁沟浇注料性能的影响3.不锈钢冶炼用铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的性能与侵蚀机理4.改性多层石墨烯加入量对Al_(2)O_(3)-SiC-C浇注料性能的影响5.抗氧化剂对Al_(2)O_(3)-SiC-C铁沟浇注料性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
再生骨料对自密实混凝土工作性能与流变特性的影响
再生骨料对自密实混凝土工作性能与流变特性的影响杨立君;李烨;刘彩虹;凌一峰;高天明;葛智【期刊名称】《市政技术》【年(卷),期】2024(42)1【摘要】针对再生骨料对自密实混凝土(SCC)工作性能与流变特性的影响问题,使用再生砖粉、再生骨料取代SCC中的水泥、天然骨料,研究了再生砖粉不同取代率(1%、2.5%、5%)下SCC的工作性能与流变特性变化规律;分析了再生粗骨料取代率(15%、30%、50%)与预湿时间(0、2、24 h)对SCC工作性能与流变特性的影响;研究了再生细骨料的种类(混凝土再生细骨料、黏土砖再生细骨料以及混合型再生细骨料)、取代率(25%、50%、75%、100%)、预湿时间(0、2、24 h)对SCC 工作性能与流变特性的影响规律。
研究结果表明,黏土砖再生细骨料对SCC的工作性能影响最大,混凝土再生细骨料的影响相对较小,混合型再生细骨料介于二者之间;SCC的工作性能都随着这3种再生细骨料取代率的提高而降低,屈服应力与塑性黏度升高,即流变特性增强;相同取代率下,预湿时间越久,再生细骨料的工作性能就越低,再生粗骨料的工作性能在2 h时最优。
该研究成果对于再生SCC的应用和推广有较好的理论与实际意义。
【总页数】7页(P175-181)【作者】杨立君;李烨;刘彩虹;凌一峰;高天明;葛智【作者单位】山东高速河南发展有限公司;山东大学齐鲁交通学院【正文语种】中文【中图分类】TU528.041【相关文献】1.再生骨料缺陷对再生混凝土力学性能与渗透性的影响2.掺钢渣再生骨料自密实混凝土的力学性能与微观研究3.粉煤灰与再生骨料对自密实再生混凝土的影响4.骨料粒径对自密实混凝土流变性、工作性和静态稳定性影响研究5.包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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２０１８ 年 ２ 月 第 ５２卷 第 １期
骨料粒度级配对 Ａ１２ ０３－ＳｉＣ自流浇注料流动性和流变特性的影响
望伊 涛 王 亚 娟 秦 岩
濮 阳濮耐 高温材 料 （集 团 ）股份 有 限公 司 河 南濮 阳 ４５７１００
摘 要 ：为 了进 一 步研 究骨料 的粒 度级 配 对 Ａ１ ０ 一ＳｉＣ 自流 浇 注料 流 动性 能 和 流 变特 性 的影 响 ，通 过 正 交试验 法研 究 了 ５—３、３～１和 ≤１ ｍｍ 的棕 刚 玉骨料 的 粒度 级 配对 浇注料 的 自流值 、相 对 塑性黏 度 和 相 对屈 服 应 力 的 影响 。结 果表 明 ：１）试验 浇 注料 的 自流 值和 相对 塑性 黏度 均 随 ３种不 同粒 度棕 刚 玉骨料 加 入 量 的增 加 而 减 小 ， 而棕 刚玉 骨料 粒度 对 浇注料 自流值 和 相对 塑性 黏度 的影 响 程 度 则 均 随其 粒 度 的 减 小 而增 大 ；２）试 验 浇注料 的 相对屈 服 应 力随 ５～３ ｍｍ棕 刚玉 骨料加 入 量 的 增 加略 有 减 小 ，随 着 ≤１ ｍｌＴＩ棕 刚 玉骨 料 加 入 量 的 增 加略 有增 大 ，随着 ３～１ ｍｍ 棕 刚玉 骨料加 入 量的增 加 变化 不 大 ，并且 无规 律 ；３）≤１ ｆｉｌｍ棕 刚 玉骨料 对 浇 注料相 对屈 服应 力的 影响 最 大 ，其 次为 ５～３ ｍｌＴＩ的 ，３～１ ｍｍ 的影 响 最 小。 关 键词 ：自流 浇注料 ；Ａ１２０３一ＳｉＣ；流 动性 ；流 变特性 ；骨料 ；粒度级 配
方案 中 ，由于 各 因素水 平 的变 化是 相 对 均 匀 和独 立 的 ，这就 造成 骨料 总 加 入 量 （包 括 ≤１ ｍｍ 碳 化 硅 ，
）的 平 均 值 （ｗ）随 着 各 因 素 水 平 的 提 高 按 ６７％ 、 ６９％ 、７１％ 、７３％ 的顺 序递 增 。
需要 指 出的是 ，本试 验 中各 因素 间水 平 的设 计 是 均 匀 的 ，并且 均 以 ２％ （ ）均 匀递 增 ，可 以认 为 该方 案 设计有利于削弱因素之间的交互作用 ，并使不同交互 作用 的影 响也 趋 于一致 。因此 ，虽 然 本试 验 中所 选 用 的正 交表存 在 因素 与一 级交 互 混 杂 的情 况 ，但 这样 的 混杂 应该 不影 响试 验 最 优 结果 的 确定 以 及 对 试 验 结 果趋 势 的定性 分析 。
望伊 涛 ：男 ，１９８５年 生 ，硕 士 ，工 程 师 。
Ｅ—ｍａｉｌ．３６２１６８３３ｌ＠ １６３．ｃｏｒｎ
收稿 日期 ：２０１７—０４—０４
编 辑 ：黄 卫 国
４８ ＮＡＩＨＵＯ ｃＡ¨ＪＡ０／耐火材料 ２０１ ８／１ ｈｆｐ：／／ｗｗｗ．ｎｈｃ１．ｃｏｍ．ｃｒｌ
第 １期
望 伊 涛 ，等 ：骨 料 粒 度 级 配 对 Ａ１：０３－ＳｉＣ 自流 浇 注料 流 动 ｌ生和 流 变 特 性 的影 响
２０１８年 ２月
１．２ 试 验 方法
Ⅳ，此 时屈 服应力 和塑 性 黏度 也 分 别 用 相 对屈 服 应 力
配好 的干 料在 搅 拌锅 中干 搅 １ ｍｉｎ，随 后 加入６％ 和相 对 塑性黏 度表 示 ，其 Ｂｉｎｇｈａｍ 流 体方 程 变 为如 下
（ ）的水 湿 搅 ５ ｍｉｎ，泥 料 出锅 后 立 即进 行 自流 值 和 形 式 均］：
一 般 配 方 的 基 础 上 做 相 应 调 整 。具 体 试 验 配 方 见 表 ２。
表 １ 原料的化学组成
能浇 注料 的一个 发 展方 向 。 自流 浇注 料 的流 动 性 一 般 用 自流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ值 表 征 。 自流
浇注料的泵送性能除了与其 自流值有关外 ，还与其流 变特 性有 一定 关系 。 因此 ，对 于 可泵 送 自流浇 注料 来 说 ，良好 的流 动性 和流变 特性 是保 证 其 优异 性 能 的重 要 因素 。而骨 料 配 比 以及 骨 料 与基 质 的 比例 关 系 ，则 是使 浇 注料获 得 良好流 动性 和流 变特 性 所必 须 要 优先 考 虑 的问题 。
流 变特 性 的检 测 。
Ｔ＝Ｇ＋Ｈ ＸＮ。
（２）
（１）自流值 的检 测 ：将上 口内径 ７０ ｍｍ、下 口内径 式 中 ： 为 转 矩 ，Ｎ ·ｍ；Ｇ为相 对 屈 服 应 力 ，Ｎ ·ｉｎ；Ｈ
１００ ｍｍ、高 ６０ ｍｍ 的截锥 模 具放 置 在水 平 桌 面上 ，在 为相对 塑性 黏 度 ，Ｎ ·ｍ ·ｓ；Ⅳ为转 速 ，ｓ～。根 据 Ⅳ一
本 工 作 中 ，在 Ａｎｄｒｅａｓｅｎ分 布 系 数 ｑ＝０．２１的基 础上 ，研究 了骨 料 的粒度 级 配 对 Ａ１ ０，一ＳｉＣ质 自流 浇 注料 的流 动性 和流 变特性 的影响 。
１ 试 验
１．１ 原料 及试 验方 案 以棕 刚玉 、碳 化 硅 、活性 仅。Ａ１ ０ 微 粉 、ＳｉＯ 微 粉
和铝 酸钙水 泥 为 主要 原 料 ，以 ＡＤＷ３为减 水 剂 ，制 备 试 验 自流 浇注 料 。原料 的化 学组 成见 表 ｌ。
以棕 刚玉 骨 料 的粒 度 （分 别 为 ５～３ 、３～１和 ≤ １ ｒ ａｍ）为试验 因素 ，以各粒 度 棕 刚 玉骨 料 的 ４种 加 入 量 为试 验水 平 ，选 用 Ｌ。 （４ ）正 交 表 设 计 棕 刚 玉 骨 料 的试验配比，其他原料配 比在 Ａ１：０，～ＳｉＣ 自流浇注料
中图分类号 ：ＴＱ１７５．７３
文献标识 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—１９３５．２０１８．Ｏ１．０１２
文章编号 ：１００１—１９３５（２０１８）０１—００４８—０４
自流 浇注料 在施 工 时无需 振 动 ，仅依 靠 自身重 力 就能 达到脱 气 和 自流平效 果 ¨Ｊ，并且 性 能优 良的 自流 浇注料 还 可泵送 施 工 ｌ２ Ｊ。因此 ，自流 浇 注 料是 高 性