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ISO及我国不定形耐火材料试验方法综述

更新时间:2009-03-28

不定形耐火材料自20世纪30年代开始使用,由于其具有生产工艺简单、生产周期短、成本低且施工简单,越来越受到广泛的应用。目前,不定形耐火材料占耐火材料生产总量的比例在50%左右。但随着不定形耐火材料的产量和品种的不断发展,对其试验方法标准的要求越来越严。不定形耐火材料的试样制备及检测是非常关键的一个环节,直接影响着对其质量的评判。因此,不定形耐火材料的试验检测方法对材料的验收至关重要。在本文中,重点介绍了ISO和我国不定形耐火材料的试验方法,同时对我国不定形耐火材料试验方法的改进提出一些参考意见。

1 ISO不定形耐火材料试验方法

欧洲是仅次于中国的第二大耐火材料市场。世界著名的几家全球性企业集团如 RHI(奥镁,和巴西镁业2017年10月合并)、Vesuvius(维苏威)、Calderys(凯得力)、Saint-Gobain(圣戈班)和 Morgan(英国摩根)总部都在欧洲,是PRE(欧洲耐火材料制造者联合会)成员。欧洲的不定形耐火材料的产量占总产量的约50%。欧盟对不定形耐火材料的试验方法很重视,用8年的时间制定了不定形耐火材料检测的系列标准EN 1402。这些标准于2003年正式发布。之后经过一系列努力,在广泛征求ISO成员各国意见的基础上,又将该系列标准推荐为ISO标准。

ISO于2012年发布了ISO 1927系列标准,共分8个部分,具体包括:不定形耐火材料的介绍和分类(ISO 1927-1)、取样(ISO 1927-2)、基本特性(ISO 1927-3)、浇注料流动性的测定(ISO 1927-4)、试样的制备和预处理(ISO 1927-5)、物理性能的测试(ISO 1927-6)、预制件的测试(ISO 1927-7)、附加性能的测试(ISO 1927-8)等。

1.1 ISO 1927-1:2012——介绍和分类

ISO 1927-1:2012对不定形耐火材料的术语和产品的分类进行了规定。按产品类型和施工方式、主要原料及分类温度3种方式进行。

图10-图12所示为3个小曲拐应力应变的等值云图。小曲拐两端的轴颈插在轴承之中,因此,小曲拐两端轴颈的应力应变很小。从图中可以看出小曲拐的发生最大应力、应变的位置在小曲拐退刀槽附近,两端的轴颈应力应变很小,符合之前小曲拐刚性区域的建立。

该标准适用于ISO 1927-1定义的致密和隔热浇注料及捣打料制作的具有一定形状的制品。该标准引用了ISO 1927-1和ISO 1927-6两个标准。该标准规定了预制件的测试,包括外形检查、性能测试两部分。外形检查采用和定形制品一致的检查方法,检查项目包括缺角、缺棱、熔洞、裂纹、表面凸起或压痕、飞边、偏析、疏松、扭曲度等。性能测试分破坏性测试和非破坏性测试。破坏性测试包括物理性能、水分和烧失量,物理性能的检测与ISO 1927-5:2012的一致;非破坏性测试包括超声波检测、机械敲击回音频率检测、反弹锤、质量、体积密度。

永磁转子的N极或S极每经过1对相邻的和生成的感应电动势eNk或eSk便经历一个周期,经历的电角度为2π。假定永磁转子以导磁爪D的中心作为永磁转子旋转的起始参考点,则永磁转子定子绕组基波电动势(离散测速方程)为:

该标准中规定了不定形耐火材料的气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、加热永久线变化率、蠕变率和荷重软化温度的测定方法,其测试试样按照ISO 1927-5制备。该方法适用于符合ISO 1927-1定义的焙烧前和焙烧后的致密和隔热浇注料、捣打料和可塑料。该标准引用了ISO定形制品试验及ISO 1927-5(不定形耐火材料)试样的制备和预处理。

按照产品类型和施工工艺分类:耐火浇注料、耐火喷涂料、耐火捣打料、耐火填充料、干式料、喷射料、涂抹料、炮泥。

按照主要原料分类:当不定形耐火材料的基本原料含量≥50%(w)时,可按照它的基本原料进行分类;或者当不定形耐火材料的每种原料含量<50%(w)时,可按它的主要原料进行分类。

按照分类温度分类:致密不定形耐火材料的分类温度包括 1 200、1 300、1 400、1 500、1 600、1 700和 >1 700℃,隔热不定形耐火材料的分类温度包括900、1 000、1 100、1 200、1 300、1 400、1 500、1 600、1 700和>1 700℃。

1.2 ISO 1927-2:2012——取样

该标准指出,为了得到可重复性的结果,应控制以下因素:1)批量大小,根据测定项目数量选择,也与混合盘或钵的大小相关;2)水、浇注料和混合料的温度及室温,测定流动性和工作时间的温度为18~22℃;3)湿混时间;4)试验中的加水量及水的质量。

1.3 ISO 1927-3:2012——基本特性

该标准要求试验报告应包括如下信息:1)按照ISO 1927-1的要求,测试样品所有必要的信息,包括生产日期、牌号;2)执行的标准号;3)制备方法;4)实验室名称;5)养护条件;6)焙烧条件,包括升温速率、最高温度、保温时间;7)与规定程序的差异;8)试验中观察到的异常现象;9)试验数据。

1.4 ISO 1927-4:2012——浇注料流动性的测定

ISO 1927-4:2012适用于所有普通致密浇注料、致密反絮凝浇注料和轻质隔热浇注料。该标准描述了3种浇注料的测试方法:1)由轻质骨料组成的隔热浇注料,通常采取捣打法施工;2)所有振动成型的浇注料;3)自流浇注料。

该标准规定了按照ISO 1927-5制样和储存的不定形耐火预制件性能的测试方法,包括透气度、抗热震性、热导率、常温耐磨性、耐硫酸侵蚀性、抗CO破坏性以及含碳耐火材料的测试方法,这些性能的测试均引用定形制品的试验方法,该标准是对ISO 1927-6的补充。该标准适用于 ISO 1927-1规定的致密和轻质隔热浇注料、捣打料、预制的烧或不烧定形制品。

该标准引用了ISO 8656-1耐火材料产品原料和不定形耐火材料第一部分取样规则。该标准在不定形耐火材料质量检测取样上给予了引导,适用于所有材质的不定形耐火材料。该标准规定取样规则应由双方协商同意,并且取样方案应包括:1)材料的组成和种类;2)组成材料批量和数量的证明;3)材料中每个型号的包装类型和质量;4)取样双方和测试的第三方;5)取样时间、地点和方式;6)取样水平、份样数目;7)将要检测的性能;8)测试方法所采用的标准等。该标准还对所取得的份样的标识、包装和储存做了详细的规定,如标识应该清晰、保持持久,应包括统一代码,份样批号、取样地点、日期、材料名称等;对于份样的包装,应该按取样时保存的条件包装,必要时密封保存;份样不能超过保质期储存。该标准还规定了取样报告应包含的主要信息,包括报告编号、实验室份样标识、取样的具体时间(日期、几点几分)、取样位置的原始资料或批次标识、取样过程、取样人姓名等,其他信息在此基础上也可以包括进去。

此外,随着人本主义、后现代主义浪潮的兴起,学者开始从社会文化地理视角对旅游者的地方感(万基财、张捷、卢韶婧等,2014)、地方依恋(苏勤、钱树伟,2012)、地方认同等进行理论化探讨,初步厘清了旅游者与地方的深层次联系。通过不同研究视角的多方位解读,国内旅游者行为研究正在朝着科学化、多元化的方向迈进。

在最后,该方法还给出了测试报告应包含的内容:1)生产批号、委托日期和测试项目;2)测试采用的本欧洲标准号;3)测试结果,包括单次结果和平均值;4)测试过程中的偏差及观察到的异常现象;5)实验室名称、测试日期和地点、测试和签发人等。

1.5 ISO 1927-5:2012——试样的制备和预处理

该标准规定了不同类型不定形耐火材料试样的成型方法及养护、干燥和烧制等预处理方法,并且对试料的混合、成型方法、储存、预制试样和试样的尺寸进行了描述。本方法适用于致密和隔热浇注料以及化学组成符合ISO 1927-1规定的4类捣打料。

该标准规定的试样尺寸分为4种:(A)长230 mm、宽114 mm、厚64 mm;(B)长230 mm、宽64 mm、厚54 mm;(C)长230 mm、宽64 mm、厚64 mm;(D)长160mm、宽40mm、厚40mm。对于致密浇注料,根据极限颗粒尺寸的不同,可选A、B、C或D;对于隔热浇注料,可选A;对于捣打料和可塑料,选B、C或D。碱性致密浇注料和捣打料可采用直径50 mm和高(50±1)mm的试样。

该方法规定了不定形耐火材料特性表示方式和检查产品均匀性的方法,适用于ISO 1927-1中定义的致密浇注料和轻质浇注料、喷射料和捣打料。该方法也明确了不定形耐火材料的化学组成、通过筛分确定的颗粒尺寸分布、捣打料的含水率及可塑性指数等的检测方法。在最后,该方法给出了测试报告应包含的内容,如生产批号和测试委托日期、测试采用的欧洲标准号及使用的方法、测试结果、测试过程中的偏差及观察到的异常现象、实验室名称、测试日期等。

1.6 ISO 1927-6:2012——物理性能的测试

在术语和定义部分,分别对不定形耐火材料和预制件进行了定义。

1.7 ISO 1927-7:2012——预制件的测试

如果每个神经元都是一个星系,那么突触——散布在神经元的蛇形延伸上的小结构——就是它的恒星。在这项科技力作中,来自英国爱丁堡大学的一个团队构建了小鼠大脑中每个突触的首张详细地图

1.8 ISO 1927-8:2012——附加性能的测定

由于4片电阻应变片在静态平衡时,阻值完全相等, 所构成的电桥处于平衡状态,信号正负线间电位相等;当圆筒受压时,4个电阻应变片两两变化相同,根据ΔR/R∝F,惠斯通电桥产生不平衡, 输出1个电压信号,经过信号放大、A/D模数转换、滤波、数字化处理后,将称重结果输出到显示面板,并以4~20 mA信号远传[8] ,电阻应变式称重传感器电路如图2所示。

《礼记·檀弓》载:“事君有犯而无隐。”《曲礼》又言:“为人臣之礼,不显谏。”二者强调的进谏方式不同。对此,《孔子家语》则记:“忠臣之谏君,有五义焉:一曰谲谏,二曰戆谏,三曰降谏,四曰直谏,五曰风谏。唯度主而行之,吾从其风谏乎。”故《檀弓》为“直谏”,《曲礼》为“风谏”。又依孔子之言知五种进谏皆合礼义,为人臣者只需“度主而行之”,可见,春秋时并无严格的谏君之礼。

2 我国不定形耐火材料试验方法及现状

在20世纪90年代,为适应行业发展需要,我国针对浇注料制订了一批不定形耐火材料的试验方法标准,但大多数仅仅是在定形制品试验方法的基础上增加了对试样制备的要求,属重复性标准,同时也缺乏系统性[1]。近几年,随着标准修订工作的不断开展,已将标准内容涵盖定形制品和不定形材料,并且随着ISO 1927不定形耐火材料系列标准的发布,我国及时将其转化为国家标准GB/T 4513系列标准,其中 GB/T 4513.1—2015“第一部分:介绍和分类”于2015年12月10日发布,2016年7月1日实施;GB/T 4513.2(取样)、GB/T 4513.3(基本特性)、GB/T 4513.4(浇注料流动性的测定)、GB/T 4513.5(试样制备和预处理)、GB/T 4513.6(物理性能的测定)、GB/T 4513.7(预制件的测定)、GB/T 4513.8(特殊性能的测定)均于2017年10月14日发布,将在2018年9月1日起全部正式实施。我国国家标准GB/T 4513的发布与实施,使得不定形耐火材料终于有了系列化标准,对不定形耐火材料检测的规范化会起到积极的作用。

目前,国内不定形耐火材料检测存在的主要问题如下[1]

(1)实验室条件相对简陋,实验室的温度、湿度波动比较大,不能满足对恒温恒湿的要求,导致材料的检测结果差别比较大;

(2)对某些材料,实验室成型条件不能满足施工时的成型条件,导致检测指标与材料实际应用的结果差别比较大,如喷涂料,往往采用捣打的方式成型,实验室得出的体积密度、耐压强度等性能指标与材料实际使用时差别较大,不能反映实际使用状况;

公园不仅是市民休闲游憩的开放性活动场所,也是城市文化的传播场所,因此公园对房价也具有一定影响作用。在图1中可知,在西南部区域公园对房价的影响程度比较高,这是由于该区域绿化环境比较缺乏,因此公园对居民的居住质量更加重要,公园的建立对小区房价起到积极推动作用。

(3)检测方法特别是试样的制备方法不能满足材料实际使用的要求,导致试验结果的差异。如对于捣打料来说,成型时捣打力的大小、捣打次数,人工捣打还是机械捣打,直接影响着试验结果;对于压入料来说,由于其特殊的用途,粒度细,结合剂加入量大,难于脱模,不易烘干;喷涂料由于采用喷涂的方法施工,在实验室条件下很难满足用喷涂的方法来成型试样。这些就导致不同实验室的检测结果差异较大,无可比性,易引起争议。

(4)不定形耐火材料试样的尺寸一直沿用水泥行业的模具尺寸,通常采用160 mm×40 mm×40 mm的尺寸,由于模具尺寸偏小,在极限颗粒比较大的材料的检测中,导致成型困难,试验偏差较大。

3 结语

ISO 1927-1~8:2012作为不定形耐火材料系列性标准,对规范不定形耐火材料的检测有十分重要的作用。不定形耐火材料的相关生产、使用和检测机构在国际合作中应充分了解不同地区和国家的要求,避免不必要的损失和纠纷。

参考文献

[1]王秀芳.欧洲不定形耐火材料试验方法综述[C]//2011全国不定形耐火材料学术会议论文集,上海,2011:95-98.

 
高倩钰,王燕妮,张彦杰,王秀芳
《耐火材料》 2018年第02期
《耐火材料》2018年第02期文献
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