一般的に、硬化プロセス中に低セメントキャスタブル生産中、自然反応排気段階は24時間以内に行われます。ブランクはわずかに熱く、表面はゆっくりと硬化します。配置後3〜5日で表面が剥がれ、気泡孔の周りに純白の微粒子が現れます。手で軽く押すと、表面の3〜5 mmがすでに柔らかくなり、徐々に粉になって剥がれ落ち、10〜15 mmに達するものもあります。これは新製品の構造強度に影響を与え、機器の耐用年数が大幅に短縮されるため、使用できなくなります。注いで固めたばかりのサンプルと粉末にした後のサンプルを採取して、物理指標テストを行います。
1. 表面損傷の原因分析
a. 「アルカリ不純物」による表面の粉化
耐火キャスタブルの配合では、主な耐火原料、セメント、ナトリウム塩混和剤に可溶性ナトリウムが含まれています。低級耐火原料では、アルカリ金属不純物の含有量が一般的に非常に高くなっています。混和剤もナトリウムイオンを導入し、セメントの増加はシステムのアルカリ度を高めます。
低セメントキャスタブル中の可溶性アルカリは水に触れると解離し、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸塩を生成します。同時にセメントは水和し、両者は反応し続けます。継続的に分解して石灰化します。
セメント水和生成物が存在する限り、上記反応は循環し、生成物の継続的な分解により、キャスタブル成形体の外側から内側に向かって損傷が発生します。
b. 硬化時の周囲温度と湿度
キャスタブルを鋳造する際の一般的な硬化温度は15-20度です。大型のプレハブブロックは、硬化強度を高めるために30-35度の低温窯で硬化されます。注意深く観察すると、硬化温度の上昇により、グリーン体の強度と耐用年数が向上し、グリーン体表面の粉化現象がさらに減少することがわかります。グリーン体の硬化環境の温度と湿度が損傷の大きな要因であることがわかります。
c. 成形体密度の影響
成形体の密度も鋳造表面の粉化を引き起こす重要な要因です。成形体の密度が低いと、多孔度が増加し、空気中の水と二酸化炭素が成形体中に拡散しやすくなり、損傷反応を引き起こし、成形体の浅部から深部まで分解と粉化を引き起こします。
d. 建設中の水の追加の影響
キャスタブルの初期強度と施工性能は、施工中に添加する水の量と密接に関係しています。より多くの水を加えると施工性能が向上しますが、グリーン体の初期強度と密度に一定の副作用があります。同時に、より多くの水を加えると、必然的に水和反応が増加し、グリーン体の表面が粉状になりやすくなります。水を加える量を制御して施工の性能要件を満たすことは難しいため、施工中に添加する水の量も損傷に影響を与える要因です。
2. 鋳造表面の損傷に対する解決策
低セメントキャスタブルの表面損傷の原因に関する既存の分析に基づいて、表面損傷を防止または程度を軽減するための適切な対策が講じられます。
a. 高純度の原材料を使用する
高純度、高密度の原料は、可溶性アルカリ金属の含有量を減らすことができます。例えば、耐火アルミナ骨材は、できるだけ回転窯で焼成し、不純物が少なくかさ密度が高いものにするか、緻密なコランダムを骨材として使用する必要があります。焼成されていない原料については、不純物含有量を厳密に管理し、添加量をできるだけ少なく制御する必要があります。
b. 適切な混合剤の選択
従来のキャスタブル混和剤は通常、リグニンカルシウム塩とナトリウム塩を使用しており、キャスタブルのアルカリ金属含有量が増加し、水和分解反応が加速されます。調整後、新しいタイプの複合減水剤をテストして、カルシウム塩の添加を減らし、添加量を厳密に制御しました。実験室での検証後、生産中にテストを実施して混和剤の種類を変更し、最適な添加量を達成しました。グリーンボディの表面の粉化現象が改善され、3〜5日から約1週間に延長され、グリーンボディの強度も向上しました。さまざまな混和剤がキャスタブルの性能に与える影響を表2に示します。このように、乾燥時間の制御、できるだけ早く乾燥、早期強度の向上と相まって、グリーンボディの表面の粉化はほとんど発生していません。
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c. 建設用水の管理
建設用水の水質管理を強化し、生産前に大きな容器で水を沈殿させ、水中の濁りや不純物などを避け、セメントの水和速度を高める可能性のある他の混和剤の侵入を減らします。
d. 建設環境の管理
低セメントキャスタブルの表面と空気との接触を減らし、低下させるために、表面被覆法を採用して表面の気孔を閉じ、二酸化炭素と水蒸気のキャスタブル本体への拡散を遮断し、損傷反応を防止します。同時に、できるだけ早く本体を乾燥させるために、工場の断熱を強化し、必要に応じて本体を低温窯に入れて乾燥および脱型し、36時間という最適な養生期間内に本体が硬化するようにして、鋳造体の強度を確保します。
