有机防爆纤维作为耐火浇注料防爆剂的应用分析

有机防爆纤维防爆机理是在耐火浇注料加热烘烤时，其中的有机纤维受热发生收缩、熔融或燃烧，在内部留下网状狭长排气通道，这样因受热而产生的水蒸气就能迅速扩散排出，而不至在内部集聚产生过大压力，因此浇注体的抗爆裂性能较好。与金属铝粉等相比，加入纤维没有化学反应，施工过程容易控制，影响因素较少，没有危险性。但防爆纤维品种众多，合理的选择品种、长度、直径与用量对耐火浇注料的防爆效果至关重要。

所加有机纤维的长度会严重影响耐火浇注料的流动性能。当纤维较长时，耐火浇注料流动性能降低很多；然而纤维过短，搅拌时难以分散开来，所产生的排气通道连通状况较差，抗爆裂性能改善不明显。同样，纤维的直径选择也异常重要。纤维的直径如果太粗，在同样的加入量下，纤维根数太少，造孔数量较少；如果太细，所造孔的孔径小，排气阻力依然很大，抗爆裂性能同样得不到改善。谢长清等人的研究认为有机纤维的长度在3~5mm之间、直径选择20~40μm比较适宜。

当施工体加热烘烤，随着温度升高，耐火浇注料施工体内水分的蒸汽压也将增大，温度超过200℃以上时，蒸汽压急剧增大，当蒸汽压力超过材料的极限强度就会产生明显裂纹甚至爆裂。一般添加0.01～0.2的有机防爆纤维，使得在加热产生蒸汽的温度以下发生收缩、熔融，形成孔洞，提高透气度。其特点是随着纤维加入量的增大，耐火浇注料的气孔主要分布向大孔径方向变化，耐火浇注料的孔隙率上升，透气度提高，耐火浇注料的施工性能明显下降，耐火浇注料的体积密度、强度均呈现明显下降趋势。这是由于纤维加入过多一方面影响了耐火浇注料的自身结合，另一方面导致加水量增多，耐火浇注料致密度下降，强度降低，进而影响到使用性能。

有机纤维的熔融分解或碳化的温度因纤维的种类和分子量的不同而各不相同，但大都为100-400℃。加入相同量的纤维，低熔点纤维的抗爆裂性能要稍好于高熔点纤维，因此选择有机纤维时，应选择具有适当熔点的品种，在蒸汽压急剧增加前，纤维就应达到其熔点，使水蒸气在较低的温度下即能顺利排出，当然纤维的熔点过低也是不适宜的。

有机纤维的品种很多，有尼龙、维尼纶、聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚乙树脂、聚乙烯醇缩甲醛纤维等诸多纤维品种，选择合适的纤维作为防爆剂才能够达到较好的防爆效果。

需要注意的是，添加防爆纤维后，耐火浇注料内不会发生化学反应。且影响施工的因素较少，过程较容易控制。但是有机纤维在浇注料中难以分散均匀，且加入量过多会较为明显的影响其强度。