通過分析顆粒級配對剛玉自流澆注料的印象，試驗(yàn)中使用不同的原料。以使電熔白剛玉配制的自流澆注料需水量最低，加入4.7%即可達(dá)到施工所需要的流動(dòng)性。水泥的加入量影響到燒后線變化的大小，外加劑影響到剛玉自流澆注料的流動(dòng)性，泛水性及偏析等施工性能。
自流澆注料是在低水泥系列澆注料的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加用水量而開發(fā)的。是一種具有高觸發(fā)性，靠自身重力便可流動(dòng)和脫氣的材料。其特點(diǎn)是無需振動(dòng)設(shè)備和工具，可減少噪音，改善環(huán)境和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。自流料中增加了基質(zhì)材料的用量，能減少骨料顆粒間的接觸，保持較高的致密度。
1 原料
試驗(yàn)所用的原料主要有板狀剛玉、電熔白剛玉、棕剛玉、活性α氧化鋁，純鋁酸鈣水泥SE-CAR71，外加劑等。主要原料的化學(xué)成分見表1。
表1 原料化學(xué)成分
2 試驗(yàn)過程
2.1 自流澆注料流動(dòng)值的測定
2.1.1自流澆注料流動(dòng)性測量模具
自流澆注料在自身重力作用下具有良好的流動(dòng)性能。要了解材料的這種性能必須首先考察其流動(dòng)性。
本試驗(yàn)所用流動(dòng)性測試模具是一種截頭圓錐形模具，如圖1所示。
圖1 圓錐形模具
2.1.2 自流澆注料流動(dòng)性測試方法
測量前應(yīng)首先將模具及平板清理干凈，與自流料接觸面不應(yīng)有污物，平板表面應(yīng)光滑，并且應(yīng)放置水平。測量時(shí)先將空圓錐模具置于水平平板上，然后把混合好的自流澆注料倒入模具中，待物料充滿后，將超出模具上口的物料刮去，垂直提起錐模，讓物料在平板上自由流動(dòng)。1min后，測量平板上物料的3處直徑。
2.1.3 自流澆注料流動(dòng)值計(jì)算方法
自流值=(物料1min流動(dòng)后直徑平均值—100)/100×100%。
物料1min流動(dòng)后直徑平均值單位為mm。自流值反應(yīng)自流澆注料的自流性能，用自流值可以衡量自流澆注料是否具有適當(dāng)?shù)氖┕ば阅芎头�(wěn)定的物理性能。自流值過小，物料的流動(dòng)性較差，因而施工時(shí)達(dá)不到致密填充。自流值過大，物料在施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的顆粒偏析。一般自流值的合適范圍是90%~120%。當(dāng)采用不同的測試標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，自流值的合適范圍也會(huì)有所變化。
2.2 顆粒級配對自流澆注料流動(dòng)性的影響
自流澆注料是根據(jù)流變學(xué)原理開發(fā)而成的。是一種屈服值較低，并具有一定塑性粘度的粘塑性材料。因此它要求具有合適的粒度組成，骨料與基質(zhì)的比例要適當(dāng)。如圖2所示。
圖2 粒徑對流動(dòng)性的影響
當(dāng)顆粒組成處于1區(qū)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)粗細(xì)顆粒偏析現(xiàn)象，見圖3(a)。當(dāng)處于2區(qū)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)粗顆粒潰散現(xiàn)象見圖3(b)。當(dāng)處于3區(qū)和4區(qū)時(shí)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)塑性狀態(tài)見圖3(c)、(d)。只有處于5區(qū)時(shí)才具有自流性能。
圖3 顆粒級配對自流澆注料流動(dòng)性的影響
圖4為粒度組成與流動(dòng)值的關(guān)系。
本試驗(yàn)的顆粒級配經(jīng)多次組合試驗(yàn)確定其顆粒與細(xì)粉的比例為(60~70)：(40~30)。
2.3 原料種類對流動(dòng)性及加水量的影響
當(dāng)采用不同的顆粒骨料，固定基質(zhì)細(xì)粉的配比，所配制的剛玉質(zhì)自流澆注料其流動(dòng)性及加水量見表2。
表2 原料種類對流動(dòng)性及加水量的影響%
從表2結(jié)果看出，對剛玉自流澆注料來說，當(dāng)達(dá)到合適的流動(dòng)值時(shí)，以電熔白剛玉為骨料所需的加水量最少。
2.4 水泥加入量對自流澆注料性能的影響
2.4.1 水泥加入量對自流澆注料流動(dòng)性及常溫指標(biāo)的影響
水泥加入量對自流澆注料影響最大的是強(qiáng)度值。隨著水泥加入量的增加，烘干強(qiáng)度亦隨著提高。對流動(dòng)性來說，在一定范圍內(nèi)不像超細(xì)粉及外加劑那樣敏感。但相對來說，隨著水泥加入量的增加，其流動(dòng)值有下降的趨勢，如表3所示。
表3 水泥加入量對指標(biāo)的影響
具體加入量對自流澆注料燒后指標(biāo)的影響
圖5所示為水泥加入量對1550℃燒后線變化的影響，隨著水泥加入量的增加，燒后線變化逐步提高。使用的原料檔次越高，燒后線變化的增量越大。這是因?yàn)樗嗉尤肓刻岣邥r(shí)，相應(yīng)的氧化鈣含量越高，燒后Al2O3與CaO反應(yīng)生成的六鋁酸鈣量越多，這種反應(yīng)是膨脹性的，當(dāng)水泥加入量達(dá)到8%時(shí)，線變化已接近2%。
圖5 水泥加入量對線變化率的影響
表4 所示為水泥加入量對1550℃燒后氣孔率及體積密度的影響
表4 水泥加入量對體密和氣孔率的影響
隨著水泥加入量的提高，燒后線變化的增大，體積密度逐漸降低氣孔率逐漸增大。當(dāng)水泥加入量達(dá)到8%時(shí)，體積密度降到3g/cm3以下。
2.5 外加劑對剛玉質(zhì)自流澆注料的影響
外加劑對剛玉質(zhì)自流料的影響較大，外加劑不僅影響到流動(dòng)性，而且對施工后表面的泛水性及顆粒偏析有較大的影響，故應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的外加劑。
3 結(jié)語
(1)顆粒級配是影響剛玉質(zhì)自流澆注料流動(dòng)性的主要因素，其顆粒與細(xì)粉的加入比例約為(60~70);(40~30)。
(2)當(dāng)采用不同檔次的顆粒骨料時(shí)，要達(dá)到相同的流動(dòng)值，以采用電熔白剛玉時(shí)加水量最少，加水量4.7%即可達(dá)到施工要求。
(3)水泥加入量對剛玉自流澆注料燒后線變化的影響較大，當(dāng)加入量為8%時(shí)，線變化接近2%，體積密度大幅度低，氣孔率增大。
(4)外加劑影響到剛玉自流澆注料的流動(dòng)性，泛水性及偏析等施工性能。