水玻璃耐热工业炉衬的性能及养护措施

水玻璃溶液主要由原硅酸钠(2Na2O•SiO2)、正硅酸钠(Na2O•SiO2)、二硅酸钠(Na20O•2SiO2)以及氧化硅的胶体粒子所组成。

水玻璃耐热混凝土的硬化机理，一方面是由于混凝土中水分蒸发使溶胶凝聚;另一方面是由于吸收空气中的CO2而生成碳酸，碳酸与水玻璃溶液中的碱中和，硅胶析出并凝聚成凝胶。

SiO2胶体从溶液中不断析出，并把骨料、粉料胶结在一起，从而完成其硬化过程。

水玻璃耐热混凝土在常温自然条件下硬化时，由于表面易形成一层硅酸钠和碳酸钠硬壳，妨碍其内部水分的继续蒸发和CO2气体的渗入，以致硬化过程极缓慢。为加速凝结和硬化，需要加入促凝剂-氟硅酸钠，氟硅酸钠的用量一般为水玻璃质量的10%〜12%。

配制混凝土时，水玻璃用量一般为骨料和粉料总质量的13%〜16%，水玻璃的模数一般为2.4〜3.0，相对密度为1.3〜1.4。

水玻璃的黏度随相对密度的提高而增加，同样也随模数的提高而增加。水玻璃模数与相对密度的关系见表1，水玻璃相对密度与波美度的换算见表2。

表1 水玻璃模数与相对密度关系

表2 水玻璃相对密度与波美度换算

(2)施工与养护

在温度<5℃时，水玻璃与氟硅酸钠间的化学反应几乎完全停止，耐热混凝土很难凝结和硬化;而温度>25℃时，凝结过快，不易施工。水玻璃耐热混凝土施工时的环境温度以15〜25℃为宜。

水玻璃耐热混凝土属气硬性耐火材料，一般在温度为15〜25℃的条件下，自然养护(干燥的养护场地自然存放)3〜7d即可。不允许在水中或潮湿条件下养护，也不允许在养护期间用水喷淋混凝土。

水玻璃耐热混凝土自拌制至浇注完毕的时间，应不超过30min。

(3)性能指标

水玻璃耐热混凝土经较长时间养护后，具有一定的抗水性，偶然遇流动水，对强度不会产生明显的影响。

水玻璃耐热混凝土的强度变化规律为：

a：<500℃时，由于水玻璃凝固体薄膜在受热后越来越紧密地包裹着骨料、粉料，并使其紧密结合，因此强度一直平稳上升。

b.：温度升高至700℃左右，冷压强度有所降低。

c：温度700〜900℃时，由于水玻璃水泥石中产生了某些烧结作用，冷压强度提高较多。随着温度不断升高，烧结作用不断增强，冷压强度也不断提高。

水玻璃耐热混凝土具有较好的热稳定性，混凝土经850℃加热后进行空冷，冷热循环15次后，耐压强度并未降低。

水玻璃耐热混凝土存在的最大问题是干缩值比较大，一般比普通混凝土干缩值要大1〜3倍，所以在大型工业炉中采用它时，应考虑采取适当措施。