Page 47 - 理化检验-物理分册2025年第五期
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朱青友，等：耐火泥浆常温抗剪粘接强度测试方法及标准化
不同烘干方案下试样的质量变化如图3所示。 接。为此，设计了耐火泥浆粘接厚度试验，以研究耐
第一阶段干燥温度为40 ℃，在24 h的干燥过程中，试 火泥浆粘接厚度与抗剪粘接强度之间的关联性，考
样持续减少质量约为4 g，脱水的速率约为0.167 g/h； 察其与试样尺寸的适应性。试验时只用尺寸为1/2
而在60 ℃时，试样在24 h的干燥过程中也呈现持续 BZ、1/3 BZ与1/4 BZ的试样，分别将耐火泥浆的厚
质量减少的行为，减少约6 g，脱水速率约为0.25 g/h； 度控制为1，2，3，4 mm左右。测得不同尺寸试样的
当将第一阶段干燥温度升高至80 ℃时，试样在经过 耐火泥浆抗剪粘接强度与其粘接厚度的关系如图4
约6 h的干燥后质量趋于恒定，脱水速率约为0.67 g/h； 所示。
当直接在110 ℃干燥3 h后，试样的质量趋于恒定，脱
水速率达到1.3 g/h。因此，随着第一阶段干燥温度
的升高，干燥速率显著提高，直接在110 ℃进行干燥，
经过3 h试样即可达到恒重，说明方案D的效率最高。
图 4 不同尺寸试样的耐火泥浆抗剪粘接强度与其粘接厚度的关系
由图4可知：用不同尺寸、不同耐火泥浆粘接厚
度的试样测得的耐火泥浆抗剪粘接强度基本为1.1~
1.4 MPa，但是测得的不同尺寸试样耐火泥浆抗剪
图 3 不同烘干方案下试样的质量变化 粘接强度与耐火泥浆粘接厚度之间的关系有明显差
干燥结束后，待试样冷却至室温，分别对不同制 异。在耐火泥浆粘接厚度由 1 mm增大至 4 mm过
度干燥后的试样进行常温抗剪粘接强度测试，结果 程中，1/2 BZ与 1/3 BZ试样的耐火泥浆抗剪粘接
如表4所示。由表4可知：烘干制度对耐火泥浆的抗 强度出现上下波动，中值约为 1.2 MPa；而 1/4 BZ
剪粘接强度有一定影响；在40~60 ℃下进行低温干 试样的耐火泥浆抗剪粘接强度明显偏小，且均小于
燥有利于提高耐火泥浆的抗剪粘接强度；随着干燥 1.2 MPa。因而采用1/4 BZ试样测得的结果容易出
温度的升高，耐火泥浆的抗剪粘接强度有所降低，但 现负偏差，即试样尺寸过小不利于测得具有代表性
变化不大。由干燥过程质量变化和耐火泥浆抗剪粘 的结果。采用1/2 BZ及1/3 BZ试样测得的抗剪粘
接强度两方面的试验结果可知，将试样直接升温至 接强度呈现上下波动，有利于消除不同测试结果之
110 ℃，保温3 h是较佳的干燥方式。 间的误差；同时，比较二者可以发现，用1/3 BZ试样
测得结果的极差更小，说明该尺寸试样的测试结果
表4 不同干燥制度的耐火泥浆抗剪粘接强度 MPa
受耐火泥浆粘接厚度的影响较小。
烘干方案 实测值 平均值
综上所述，采用1/3 BZ尺寸试样进行耐火泥浆
A 1.467，1.432，1.593 1.49
抗剪粘接强度的测试是比较合适的。另外，考虑到
B 1.487，1.729，1.786 1.67
实际耐火砖尺寸偏差的影响，将泥浆粘接厚度控制
C 1.044，1.317，1.231 1.19
为1 mm是难以实现的；而2~4 mm泥浆粘接厚度试
D 1.372，1.299，1.291 1.32
样的测试结果差异并不大，其中2 mm厚度时测试结
2.3 粘接厚度的影响 果相对较大，且3~4 mm泥浆粘接厚度与实际工况
在实际窑炉砌筑过程中，耐火泥浆的厚度一般 中耐火泥浆的一般厚度有较大出入。鉴于此，耐火
为2 mm左右。但是，在实验室制备试样的过程中， 泥浆的粘接厚度确定为2 mm。
难以控制及测量过薄的泥浆厚度，而太厚的粘接厚 2.4 加载速率的影响
度又不具有可操作性，且不利于试样之间的稳定粘 为了确定合适的抗剪粘接强度试验加载速率，
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