流变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术发展方向之一是其作业性能由难触变向易触变再向无触变(易流动)方向发展，从流变学观点来看，即从塑性-弹性向塑性-塑性-弹性再向粘性-塑性发展。本工作主要研究了添加剂及水泥品种对新拌高铝浇注料浆体流变性的影响。
实验
由于本实验主要是针对高铝浇注料浆体部分进行的，因此，细粉的质量、细度至关重要。为保证试验结果的可比性，全部采用特级矾土细粉，其粒度<0.088mm，比表面积为4396cm2·g-1。
结合剂选用纯铝酸钙水泥，其比表面积(cm2·g-1)分别为4010和4962;添加剂选用三聚磷酸钠(STP)和六偏磷酸钠(SHP)。表1为矾土和纯铝酸钙水泥的化学分析结果。
表1 原料的化学组成(w)
按水、料质量比为0.3，加水搅拌2~3min，配制成浆体。采用NXS-11A型旋转粘度计测定浆体的剪切应力。为了定量地比较各浆体的触变性大小，根据公式：T=(T1-T2)计算触变性的大小，式中T1、T2分别代表相同转速时在转速上升阶段和下降阶段所测得的剪切应力。
结果与讨论
加剂对浆体流变性的影响
添加剂品种的影响
STP与SHP同为阴离子型添加剂，在水中可电离出阴离子基因。而水泥粒子及高铝粒子与水接触后，表面开始水化，会溶出Ca2+、Al3+，即：CaO·Al2O3+4H2O→Ca2++2Al3++8OH-
CaO·2Al2O3+7H2O→Ca2++4Al 3++14OH-
Al2O3+3H2O→2Al(OH)2++2OH-
因此，添加剂电离出的大分子阴离子基因与高价的Ca2+、Al3+具有强烈的亲合作用，并在颗粒表面形成一层溶剂化的单分子膜，使颗粒间的凝集作用减弱，摩擦阻力减小，从而使颗粒分散，颗粒的定向性减弱，颗粒之间的接触点变少，形成的触变结构也少。
由于STP为六点环状结构，而STP为链状结构，因此，可以推测，SHP遇水时发生电离应比STP容易，电离出的阴离子基因也较多，从而对颗粒的吸附作用增强，分散性较强，颗粒之间的接触点减少，表现在流变曲线上，即为以SHP为添加剂的浆体，具有较小的触变性。同样，由于STP在水中电离出的阴离子基因较多，其吸附-分散作用、润湿作用及润滑作用均较强，从而能使水泥颗粒充分分散，内粘滞阻力小，其表观粘度也相应较小。
添加剂加入量对浆体触变性的硬性
表2和表3分别列出了以STP和SHP为添加剂时各浆体的T值。可以看出，无论采用何种添加剂，浆体的触变性均表现为：随添加剂加入量增加，浆体的触变性先递减，但在递减到一定程度后，浆体出现反触变性，此后，随添加剂加入量的继续增加，浆体的触变性又呈缓慢增加的趋势。
表2 不同STP加入量的浆体的T值
表3 不同SHP加入量的浆体的T值
随着添加剂加入量的增加，其在水中的溶解与电离的趋势为：不饱和→饱和→过饱和。因此，在添加剂加入量少时，由于在水中的溶解与电离，表现出静电吸附作用及溶剂化作用，分散颗粒，增加浆体流动性，并且在一定的添加剂浓度范围内，浓度约高，分散作用约强。表现在宏观上则是浆体流动性增大，表现粘度减小，流型则由宾汉姆流体趋势向于牛顿流体，并且内粘性与触变性也越来越小。
当添加剂在粒子表面的吸附达到饱和后，若加入量再增加，就会出现添加剂过剩现象。这是，不仅在颗粒表面包裹着一层熔剂化膜，而且，正负粒子之间相互吸引而引起胶体的絮凝与聚沉，浆体的内粘滞阻力又重新增加，表现粘度也逐渐增加，而表现在流变曲线上，为触变性又缓慢增加。
水泥品种对浇注料浆体流变性的影响
对这两种水泥进行的粒度分析表明，开封水泥具有较小的粒度和较大的比表面积。触变状态时介于泥浆稀释流动态和稠化凝聚态之间的一种中间状态，触变性大小与浆体中的胶体结构、数量有关，粒子形状越不规则，数量越多，约易形成触变结构。开封水泥的粒度较小，比表面积大，因而与水接触后，其颗粒之间的接触点较多，表面的键不饱和性增强，趋向于降低其表面能的趋势增大，触变结构容易建立，相应地，触变性也增大。
3 结论
(1)添加剂的种类及加入量对浇注料浆体的流变性有较大影响，添加剂加入量过多或过少均不利于改善浆体的流变性。
(2)浇注料浆体的流变性与所选用水泥结合剂的比表面积有关，结合剂的比表面积大，则浆体的触变性大，流变性降低。
