保温隔热耐火材料的总气孔率的计算方式
发布日期： 2020-03-17 15:46:37 阅读量（621） 作者：刘梓明体积密度是尖晶石质保温隔热耐火材料最基本的物理性能之一，尖晶石质保温隔热耐火材料的体积密度主要通过调节泡沫加入量来控制。气孔率是指材料中气孔体积与材料总体积之比。通常情况下，材料中的气孔主要有三类(如图1所示)：封闭气孔、开口气孔和贯通气孔。若气孔体积包括所有三种类型气孔体即时，则此种气孔体积与材料总体积之比称为总气孔率或真气孔率;封闭气孔体积与总体积之比称为封闭气孔率;与大气相同的气孔(包括开口气孔和贯通气孔)体积与材料总体积之比称显气孔率或开口气孔率。
图1材料中的气孔类型：a.封闭气孔，b.开口气孔，c.贯通气孔
尖晶石质保温隔热耐火材料的气孔主要有两个来源。一是引入泡沫，形成的主要是球形孔，由于注模前泡沫浆料需要充分搅拌均匀，部分泡沫会发生合并，形成更大尺寸的泡沫，因此，由泡沫引入的球形孔尺寸在几十微米到几百微米不等。气孔的另一个来源是坯体水分蒸发留下孔洞，这种孔洞的尺寸非常小，通常不大于100nm。根据泡沫胶凝法的工艺需求，制备合适流动性的泡沫浆料用水量较大，水灰比大于0.37，因此由于水分蒸发而留下的孔洞非常多。即便如此，由泡沫引入形成的球形闭孔是尖晶石质保温隔热耐火材料气孔结构的主要因素。
图2是试验所制备的镁铝尖晶石保温隔热耐火材料的SEM照片。从图中可以看到，所制备的镁铝尖晶石保温隔热耐火材料具有典型的球形封闭孔结构，其中尺寸较大的球形孔主要来自泡沫，球形孔壁上的细小孔主要是水分蒸发留下的孔洞。泡沫产生的球形孔孔径从几十微米到200微米不等，平均孔径120微米左右。
图2镁铝尖晶石保温隔热耐火材料显微结构照片
测试的气孔率为尖晶石保温隔热耐火材料的总气孔率，其计算公式如下：
式中，Vc、Vo、Vb分别为闭口气孔体积、开口气孔(含贯通气孔)体积、材料总体积。通过液体浸渍法(浸渍介质为水)抽真空分别测定试样的闭口气孔和开口气孔(含贯通气孔)总体积为，用电子游标卡尺测定试样的总体积。
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