流變性是不定形耐火材料的重要因素之一。目前，不定形耐火材料的技術發展方向之一是其作業性能由難觸變向易觸變再向無觸變(易流動)方向發展，從流變學觀點來看，即從塑性-彈性向塑性-塑性-彈性再向粘性-塑性發展。本工作主要研究了添加劑及水泥品種對新拌高鋁澆注料漿體流變性的影響。
實驗
由于本實驗主要是針對高鋁澆注料漿體部分進行的，因此，細粉的質量、細度至關重要。為保證試驗結果的可比性，全部采用特級礬土細粉，其粒度<0.088mm，比表面積為4396cm2·g-1。
結合劑選用純鋁酸鈣水泥，其比表面積(cm2·g-1)分別為4010和4962;添加劑選用三聚磷酸鈉(STP)和六偏磷酸鈉(SHP)。表1為礬土和純鋁酸鈣水泥的化學分析結果。
表1 原料的化學組成(w)
按水、料質量比為0.3，加水攪拌2~3min，配制成漿體。采用NXS-11A型旋轉粘度計測定漿體的剪切應力。為了定量地比較各漿體的觸變性大小，根據公式：T=(T1-T2)計算觸變性的大小，式中T1、T2分別代表相同轉速時在轉速上升階段和下降階段所測得的剪切應力。
結果與討論
加劑對漿體流變性的影響
添加劑品種的影響
STP與SHP同為陰離子型添加劑，在水中可電離出陰離子基因。而水泥粒子及高鋁粒子與水接觸后，表面開始水化，會溶出Ca2+、Al3+，即：CaO·Al2O3+4H2O→Ca2++2Al3++8OH-
CaO·2Al2O3+7H2O→Ca2++4Al 3++14OH-
Al2O3+3H2O→2Al(OH)2++2OH-
因此，添加劑電離出的大分子陰離子基因與高價的Ca2+、Al3+具有強烈的親合作用，并在顆粒表面形成一層溶劑化的單分子膜，使顆粒間的凝集作用減弱，摩擦阻力減小，從而使顆粒分散，顆粒的定向性減弱，顆粒之間的接觸點變少，形成的觸變結構也少。
由于STP為六點環狀結構，而STP為鏈狀結構，因此，可以推測，SHP遇水時發生電離應比STP容易，電離出的陰離子基因也較多，從而對顆粒的吸附作用增強，分散性較強，顆粒之間的接觸點減少，表現在流變曲線上，即為以SHP為添加劑的漿體，具有較小的觸變性。同樣，由于STP在水中電離出的陰離子基因較多，其吸附-分散作用、潤濕作用及潤滑作用均較強，從而能使水泥顆粒充分分散，內粘滯阻力小，其表觀粘度也相應較小。
添加劑加入量對漿體觸變性的硬性
表2和表3分別列出了以STP和SHP為添加劑時各漿體的T值。可以看出，無論采用何種添加劑，漿體的觸變性均表現為：隨添加劑加入量增加，漿體的觸變性先遞減，但在遞減到一定程度后，漿體出現反觸變性，此后，隨添加劑加入量的繼續增加，漿體的觸變性又呈緩慢增加的趨勢。
表2 不同STP加入量的漿體的T值
表3 不同SHP加入量的漿體的T值
隨著添加劑加入量的增加，其在水中的溶解與電離的趨勢為：不飽和→飽和→過飽和。因此，在添加劑加入量少時，由于在水中的溶解與電離，表現出靜電吸附作用及溶劑化作用，分散顆粒，增加漿體流動性，并且在一定的添加劑濃度范圍內，濃度約高，分散作用約強。表現在宏觀上則是漿體流動性增大，表現粘度減小，流型則由賓漢姆流體趨勢向于牛頓流體，并且內粘性與觸變性也越來越小。
當添加劑在粒子表面的吸附達到飽和后，若加入量再增加，就會出現添加劑過剩現象。這是，不僅在顆粒表面包裹著一層熔劑化膜，而且，正負粒子之間相互吸引而引起膠體的絮凝與聚沉，漿體的內粘滯阻力又重新增加，表現粘度也逐漸增加，而表現在流變曲線上，為觸變性又緩慢增加。
水泥品種對澆注料漿體流變性的影響
對這兩種水泥進行的粒度分析表明，開封水泥具有較小的粒度和較大的比表面積。觸變狀態時介于泥漿稀釋流動態和稠化凝聚態之間的一種中間狀態，觸變性大小與漿體中的膠體結構、數量有關，粒子形狀越不規則，數量越多，約易形成觸變結構。開封水泥的粒度較小，比表面積大，因而與水接觸后，其顆粒之間的接觸點較多，表面的鍵不飽和性增強，趨向于降低其表面能的趨勢增大，觸變結構容易建立，相應地，觸變性也增大。
3 結論
(1)添加劑的種類及加入量對澆注料漿體的流變性有較大影響，添加劑加入量過多或過少均不利于改善漿體的流變性。
(2)澆注料漿體的流變性與所選用水泥結合劑的比表面積有關，結合劑的比表面積大，則漿體的觸變性大，流變性降低。
