河南理工大學(xué)教授
焦作智源新材料科技有限公司董事長
李凱琦
開裂是煙道的最重要缺陷。如果說具有起砂、變形、起泡等缺陷的煙道是劣質(zhì)品,那么,開裂的煙道就廢品!
通過對煙道開裂機(jī)理的分析,我們總結(jié)了引起煙道開裂的主要原因和預(yù)防辦法如下:
一、薄壁構(gòu)件和快硬材料固有屬性所導(dǎo)致的煙道開裂
1、煙道屬于薄壁構(gòu)件,薄壁構(gòu)件就容易開裂。這是薄壁構(gòu)件的固有特性,你選擇做薄壁構(gòu)件,就要接受這個現(xiàn)實(shí),并盡力做好其它方面的工作,避免開裂缺陷的產(chǎn)生。
2、對于無機(jī)膠凝材料而言,凝固越快,材料內(nèi)部的變動、重組速度越快,越容易形成缺陷,越容易開裂。你選擇快硬材料(包括快硬復(fù)合灌漿材料、添加快干劑的水泥材料等),就要接受這個現(xiàn)實(shí),并盡力做好其它方面的工作,避免開裂缺陷的產(chǎn)生。
二、煙道制作過程中的不當(dāng)操作所導(dǎo)致的煙道開裂
3、骨料缺陷引起的開裂和其它問題
煙道材料可以分成三大類:第一類,膠凝材料,包括快硬復(fù)合灌漿料、硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、石膏等;第二類,水。不要小看了水,水在煙道中是可有可無的,甚至是沒有更好,但是,在煙道制作過程中,水是不可或缺的重要媒介;第三類,骨料。包括河砂、水洗砂、煤灰、爐渣、水渣、焚燒垃圾的渣、陶粒等。
從上面的介紹可以看出,煙道材料是一個多元復(fù)合體系,所有的配料都有自身的作用和價值,它們相互依存,也相互影響。例如,有客戶發(fā)現(xiàn),本來做的好好的,換了一種砂凝固就太快或太慢了。其實(shí),煤灰中的雜質(zhì)更多,用煤灰做骨料時更容易出現(xiàn)此類問題。
骨料的嚴(yán)重缺陷也可以引起煙道開裂。
4、脫模操作不當(dāng)造成的開裂
脫模操作不當(dāng)就可能造成煙道的微小裂隙,由于裂隙微小,不易察覺,隨著時間的延長和煙道的干燥收縮,小裂隙合并,形成可見的大裂隙,這時才發(fā)覺煙道開裂了。這種情況下,當(dāng)發(fā)現(xiàn)煙道開裂時,不僅為時已晚,開裂會越來越嚴(yán)重,而且還不容易找到真正的原因。
為了嚴(yán)把生產(chǎn)環(huán)節(jié),我們把焦作智源新材料科技有限公司的技術(shù)力量和潁上敏吉環(huán)保科技有限公司的煙道設(shè)備、制作經(jīng)驗(yàn)相融合,籌辦了“阜陽市煙道技師培訓(xùn)學(xué)校”,目的是為煙道行業(yè)培養(yǎng)一批制作煙道的行家里手,歡迎推薦學(xué)員。
5、水泥過量引起的開裂
快硬復(fù)合灌漿材料中是需要添加水泥的,但是,水泥種類和用量對煙道材料影響很大。
為了提高快硬復(fù)合材料的抗雨水沖刷性能(有人叫防水性)或縮短脫模時間,很多人給石膏含量比較高的快硬復(fù)合灌漿材料中添加大量水泥;或者,為了使水泥基灌漿材料凝固更快,給水泥中添加大量的石膏基復(fù)合材料,這種做法都會導(dǎo)致大量鈣礬石生成,引起材料膨脹,增加煙道開裂風(fēng)險。
如果水泥過量不是很多,在其它因素不很突出的情況下,生產(chǎn)的煙道在短時間內(nèi)不會開裂,但是,如果有其它不利因素的疊加,“殺了個二罪歸一”,問題就凸顯出來了,煙道就開裂了!例如,有的客戶說,夏天生產(chǎn)的煙道不開裂,冬天的配料和夏天相同,但冬天生產(chǎn)的煙道就開裂了,就是這個原因。
水泥過量會引起煙道開裂,其罪魁禍?zhǔn)资菬煹滥桃院笊傻摹扳}礬石”。鈣礬石是由三氧化硫、氧化鈣和氧化鋁或氧化鐵反應(yīng)生成。鈣礬石的生成會引起煙道材料體積增加,產(chǎn)生膨脹力,引起煙道開裂。
預(yù)防辦法:
(1)如果給石膏含量比較多的快硬復(fù)合灌漿材料中添加一定比例的鈣礬石抑制劑,抑制鈣礬石生成或減少鈣礬石的生成量,就降低了煙道開裂風(fēng)險,這是最根本的辦法。
(2)如果煙道材料中有足夠的空間,讓鈣礬石在空隙內(nèi)生長,即便是生成鈣礬石,就不會產(chǎn)生膨脹力,煙道不會開裂。也就是說,改善煙道材料的孔隙結(jié)構(gòu)可以在一定程度上預(yù)防煙道開裂;
(3)如果煙道有足夠的強(qiáng)度,即便是產(chǎn)生鈣礬石,又產(chǎn)生了膨脹力,由于膨脹力小于煙道材料的強(qiáng)度,也不會引起煙道開裂。所以,提高煙道材料的強(qiáng)度是解決煙道開裂問題的主要措施。其方法有二:第一,選擇性能穩(wěn)定,強(qiáng)度高的煙道材料;第二,給煙道材料中添加纖維,提高“拉伸強(qiáng)度”。
三、材料本身缺陷造成的開裂
6、煙道材料強(qiáng)度低引起的開裂
當(dāng)煙道強(qiáng)度低時,會由于搬動或運(yùn)輸?shù)恼駝佣_裂,甚至?xí)捎谧陨碇亓炕蛏蠈訜煹缐毫Χ冃巍㈤_裂;當(dāng)然,也不排除由于上述原因產(chǎn)生很細(xì)小的、不易發(fā)現(xiàn)的裂隙,隨著時間延長,小裂隙合并而開裂。
預(yù)防辦法:提高煙道材料強(qiáng)度,其方法有兩個方面,第一,調(diào)整配方,提高煙道材料的抗壓強(qiáng)度,這是最主要方法,也是最難的;第二,添加纖維,提高煙道材料的拉伸強(qiáng)度。
7、復(fù)合材料的穩(wěn)定性和寬容度不夠造成的開裂
復(fù)合型煙道材料往往由多種配料組成,如果其中的一種材料質(zhì)量發(fā)生變化,特別是用量比較大的那種材料的質(zhì)量變化,就會導(dǎo)致煙道質(zhì)量的嚴(yán)重變化,所以,在煙道材料的研究和生產(chǎn)過程中就必須查明主要配料的質(zhì)量波動的原因及其對復(fù)合材料性能的影響,并在配方中添加穩(wěn)定劑,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的相對穩(wěn)定。
另一方面,多數(shù)制作煙道的工人和管理人員的質(zhì)量意識和標(biāo)準(zhǔn)化管理意識差,很難做到精準(zhǔn)配料,那么,就給煙道材料提出了更高的要求,即煙道材料對配料操作要有一定的寬容度,也就是說,配料不很嚴(yán)格時也能做出合格的煙道。
四、氣候因素造成的開裂
8、季節(jié)對煙道開裂的影響
很多客戶已經(jīng)發(fā)現(xiàn),即便是采用相同的材料和配方,冬天制作的煙道更容易開裂,其實(shí)這就是氣候的影響。所以,在冬季來臨之際,我們應(yīng)該采取相應(yīng)的對策,例如選擇更高強(qiáng)度的煙道材料、添加纖維、規(guī)范配料比例、規(guī)范操作規(guī)程等。
五、我公司對快硬復(fù)合灌漿材料性能的改進(jìn)措施
1、我公司的快硬復(fù)合灌漿材料強(qiáng)度比較高,1小時抗壓強(qiáng)度13MPa以上,自然養(yǎng)護(hù)28天30MPa以上,干燥后35MPa以上,從材料方面為預(yù)防煙道開裂奠定了基礎(chǔ)。
2、我們的產(chǎn)品中添加有穩(wěn)定劑,保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,同時,也賦予了產(chǎn)品一定的寬容度,使煙道質(zhì)量容易得到保障。降低了煙道開裂風(fēng)險。
3、我們在煙道材料中添加了鈣礬石抑制劑,減少或抑制煙道材料中鈣礬石的生成,降低了煙道開裂風(fēng)險。
4、在冬季來臨之時,我們又添加了一定比例的纖維,提高煙道材料的拉伸強(qiáng)度,進(jìn)一步降低了煙道開裂風(fēng)險。
關(guān)于大家關(guān)心的“煙道防雨水沖刷”問題(有人叫防水問題)、“煙道材料種類與特性”、“快硬復(fù)合灌漿材料特性”等問題將在以后專門討論。
期待各位朋友合作交流。
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