耐火材料 耐酸性試驗方法 編制說明

PAGEPAGE9中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)耐材料 耐驗法制明標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組2022年7月《耐火材料 耐酸性試驗方法》編制說明一、任務(wù)來源根據(jù)國標(biāo)委發(fā)[2021]19202117601—2008標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。二、主要工作過程即成立標(biāo)準(zhǔn)編制小組，明確了成員分工和工作進(jìn)度。信息收集、匯總、分析驗的條件試驗方案和修訂的主要技術(shù)參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿的確定6202271.1—2020見稿和編制說明。GB/T17601—200810多年，為了使標(biāo)準(zhǔn)耐火材料，為評價耐火材料耐酸侵蝕性能提供了統(tǒng)一的方法。四、修訂原則及修訂內(nèi)容說明GB/T1.1—2020GB/T20001.4—201543國外評價方法接軌。本次修訂后與上一版的主要差異有以下幾條：酸性試驗方法”；更改了適用范圍，增加了不定形耐火材料（1章，20081章）；增加了術(shù)語和定義（3章）；增加試驗篩、水浴鍋、干燥器（4章）；（ρ=1.84（ρ=1.40（ρ=1.19g/cm3）（5章）；0.25mm~0.5mm（6章）；修改了試驗結(jié)果的表示，規(guī)定了耐酸度的計算方法，將原酸侵蝕質(zhì)量損失率的計算規(guī)定修改為注（7章）；2（定形制品耐混合酸侵蝕）（8章）；3（不定形制品耐硫酸侵蝕）（9章）。五、試驗過程及結(jié)果修訂工作進(jìn)行查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，設(shè)計試驗方案、開展條件實驗，主要進(jìn)行了定形制品耐酸腐蝕的重復(fù)性試驗，不定形耐火材料成型、耐酸條件、結(jié)果的計算等工作。耐火材料耐酸侵蝕試驗方法介紹及相關(guān)檢測方法匯總。查閱了耐火材料及相關(guān)材質(zhì)的國內(nèi)、國外標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)條款匯總情況見表1。對比不同標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)條款，各標(biāo)準(zhǔn)在以下4方面有差異：樣品形態(tài)：顆粒大小，試塊；侵蝕介質(zhì)的種類、濃度：硫酸，混合酸；侵蝕的時長、溫度；侵蝕結(jié)果的表示。耐酸性試驗考察的是材料與酸反應(yīng)的程度，即其耐酸腐蝕的能力，因此，統(tǒng)一試驗條件是制修訂標(biāo)準(zhǔn)的根本，依照標(biāo)準(zhǔn)檢測、規(guī)范操作過程是試驗的主要內(nèi)容。表1相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)匯總表標(biāo)準(zhǔn)編號標(biāo)準(zhǔn)名稱主要技術(shù)條款定型耐火制品致密定型耐火材料。EN996-16：1995耐硫酸侵蝕試驗方法0.63mm～0.80mm，70%的硫酸，沸騰（170℃）6h。計算質(zhì)量損失率。ISO1927-8:2012不定形耐火材8部分:殊性能的測定不定形耐火材料。ISO測定耐酸侵蝕。0.63mm～0.80mm，70%的硫酸，沸騰（170℃）6h不定形耐火材GB/T4513.8-2017料第8部分:特殊性能的測定同ISO1927-8：2012ISO8890：1988致密定型耐制品 耐硫侵蝕試驗方法致密定型耐火材料。0.63mm～0.80mm，70%的硫酸，沸騰（170℃）6hGB/T1970-1996堿性能試驗方法多孔陶瓷。5mm1.6mm～2.0mm20%1%氫氧化鈉，50ml1h。非等效JISR1535-1998《化學(xué)工業(yè)用耐酸瓷磚》耐腐蝕內(nèi)襯及地面用磚板。GB/T8488-2008耐酸磚（0.25～0.50）mm，10g10%的硫酸、100h酸度耐火材料耐硫耐火制品。GB/T17601-2008酸侵蝕試驗方法40%ml，沸騰（170℃），6h。耐硫酸侵蝕率鑄石制品性能輝綠巖、玄武巖、頁巖等鑄石制品。JC/T258-93試驗方法耐酸堿性能試驗（0.5～1.0）mm，1.0g，質(zhì)量比20%的硫酸或者氫氧化鈉20ml，沸騰1h。耐酸度精細(xì)陶瓷耐酸ISO非金屬材料也可參考采用。JC/T2138-2012堿腐蝕性能試驗方法3.0mol/l（6.0氫氧化鈉（24%），0.5L，微沸騰，24h。測定彎曲強度下降率，質(zhì)量變化JC/T555-2010耐酸石棉橡膠板耐酸石棉橡膠板。40mm×40mm樣塊，腐蝕液：18mol/l硫酸，12mol/l鹽酸，1.67mol/l硝酸，室溫，48h，測定增重率。不高于50%、45%、40%。HG/T3210-2002耐酸陶瓷材料性能試驗方法修改采用JISR1503-1991《化工用耐酸陶瓷性能試驗方法》。適用耐酸陶瓷。（0.25～0.50）mm，10g，質(zhì)量比10%的硫酸、100h酸度DL/T693-1999煙囪混凝土耐酸防腐蝕涂料測定混凝土表面的防腐蝕涂料。輕型涂料：40%硫酸（20±5）℃30d，或者80℃、15d。重型涂料：30%硫酸（20±5）℃浸308015dDL/T901-2017火力發(fā)電廠煙（煙道蝕材料100mm×100mm×塊；40%硫酸，7d；記錄外觀，測定耐壓保持率160mm×40mm×40mm，3酸侵蝕質(zhì)量損失率試驗結(jié)果實驗原理硫酸侵蝕-質(zhì)量損失率（以下簡稱方法一）70%6h量損失量，以試樣質(zhì)量損失量與初始質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)表示耐硫酸侵蝕率?；旌纤崆治g-質(zhì)量損失率（以下簡稱方法二）905損失量，以侵蝕后試樣質(zhì)量與初始質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)表示耐酸度。儀器與試劑（適用于方法一和方法二）(0.001細(xì)頸圓底燒瓶帶磨口塞子,500ml250mm水銀溫度計(300℃,度±1℃,(300堝(40μm～80μm,30ml)。烘箱（控溫(110±5)℃）。分析時，僅使用認(rèn)可的分析純試劑和蒸餾水或純度相當(dāng)?shù)乃Ａ蛩幔é?1.84g/cm3）；氯化鋇溶液（50g/l）；硝酸；鹽酸。結(jié)果的表示（適用于方法一和方法二）耐火制品的侵蝕率用質(zhì)量分?jǐn)?shù)w酸侵蝕率計，數(shù)值以%表示，按式（1）計算：…………（1）式中：W侵蝕率——侵蝕率；m1——試料初始質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m2——耐酸后殘存試料質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）。耐火制品的耐酸度用質(zhì)量分?jǐn)?shù)w耐酸度計，數(shù)值以%表示，按式（2）計算：…………（2）式中：w耐酸度——耐酸度；m1——試料初始質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m2——耐酸后殘存試料質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）。試驗步驟硫酸侵蝕-質(zhì)量損失率（方法一）20g0.001m12200ml硫酸（70%）淹沒試料。接上螺旋15mm30170保持液體輕微沸騰6h，記錄試驗結(jié)束時液體的溫度。液體輕微沸騰6h后，從沙浴或1hml水，將燒瓶中的溶液和所有試料逐步倒入預(yù)先干燥并恒量(兩次稱量差≤0.001g)的玻（110±5）烘箱中烘干至恒量(兩次稱量差≤0.001g)，取出放入干燥器中，冷卻至室溫。稱量裝有0.001gm2?；旌纤崆治g-質(zhì)量損失率（方法二）10g干燥試樣（5.2.2），0.1mg。將稱量好的試樣300ml10%的硫酸、鹽酸100ml9015h2.5h15傾出瓶中上層酸溶液。用純水以傾洗法反復(fù)洗滌至沒有酸性為止，再用無水乙醇洗凈。50.1mg。酸侵蝕質(zhì)量損失率試驗數(shù)據(jù)1ISO8890-1988、2（方法一（方法二）2100%，同一個實驗結(jié)果中2中統(tǒng)計結(jié)果可以看出，方法一和方法二的酸侵蝕率的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在（4.2～表2方法一和方法二精密度實驗方法一樣品名稱w硫酸侵蝕率，%wavg，%標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD，%1耐酸磚1.98，2.25，2.30 2.39，2.12，2.062.180.135.92耐酸耐溫磚1.96，1.86，2.01 1.82，1.69，1.871.860.084.23耐酸鋯磚1.22，0.99，1.04 1.090.065.2方法二w混合酸侵蝕率，%wavg，%標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD，%1耐酸磚0.21，0.20，0.23，0.19，0.20，0.210.210.014.82耐酸耐溫磚0.17，0.18，0.16，0.17，0.15，0.160.160.0085.03耐酸鋯磚0.20，0.21，0.18，0.18，0.19，0.210.200.015.916031件，樣品被侵蝕的程度下降，因此水浴不能替代沙浴和油浴。表3方法一（水?。嶒灲Y(jié)果樣品名稱w硫酸侵蝕率標(biāo)準(zhǔn)偏差1耐酸磚0.10，0.09，0.10，0.11，0.10，0.120.0102耐酸耐溫磚0.10，0.11，0.10，0.12，0.11，0.110.00753耐酸鋯磚0.12，0.12，0.13，0.12，0.12，0.130.0052酸侵蝕抗折強度保持率試驗（方法三）耐酸澆注料通常是指由中性或偏酸性耐火骨料和粉料加入一定的酸性結(jié)合劑如硅GB/T17601中增加方法三（抗折強度保持率法），定形耐火材料耐酸性的檢測。幾種不定形耐火材料進(jìn)行了耐酸試驗，根據(jù)其它國內(nèi)外試驗標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)行業(yè)的調(diào)研表20%70℃～80（40%H2SO4）（20%H2SO4）80℃時對試驗試劑與儀器試劑：硫酸（ρ=1.84g/cm3）儀器：干燥箱、抗折強度試驗機、彈性模量測試儀、電子天平等。試驗步驟樣品制備：GB/T4513.524h24h24h后進(jìn)行耐酸試驗。2（6.2.3）3℃±52440%H2SO4105GB/T30010.1MPa。結(jié)果計算:r%保留至整數(shù)。耐酸侵蝕率可以由（1-r）%表示。（3）式中：r保持率——浸酸后的抗折強度保持率；Fs——3個試樣抗折強度的算術(shù)平均值，單位為兆帕（MPa）；F0——3個試樣抗折強度的算術(shù)平均值，單位為兆帕（MPa）。結(jié)果與討論40%H2SO4對不同澆注料的侵蝕性40%H2SO45組，每3440%H2SO41d3d7d15dPAGEPAGE17如下所示：表4耐酸澆注料耐酸性試驗?zāi)退釢沧⒘?0%H2SO4常溫抗折強（MPa）耐壓強（MPa）彈性模量（GPa）外觀抗折強度保持率（%）耐壓強度保持率（%）彈性模量保持（%）質(zhì)量增加率（%）泡酸前10.462.025.8無腐蝕無裂紋無剝落無膨脹等現(xiàn)象///泡酸1天13.158.537.5126941451.4泡酸3天14.457.837.9138931461.7泡酸7天12.363.835.61181031382.2泡酸15天11.966.334.01141071322.9表5耐酸噴涂料（輕質(zhì)）耐酸性試驗?zāi)退釃娡苛?0%H2SO4常溫抗折強（MPa）耐壓強度（MPa）彈性模（GPa）外觀率（%）耐壓強度保持率（%）保持率（%）泡酸前4.720.810.2無腐蝕///泡酸3天8.030.116.8無裂紋170145165泡酸7天9.235.318.5無剝落196170181泡酸15天8.936.018.2無膨脹等現(xiàn)象189161178表6低水泥澆注料耐酸性試驗低水泥澆注料40%H2SO4常溫抗折強度（MPa）耐壓強度（MPa）質(zhì)量（g）外觀抗折強度保持率（%）耐壓強度保持率（%）質(zhì)量保持率（%）泡酸前8.561.6600表面腐蝕、剝落///泡酸1天6.341.8549746892泡酸3天7.037.0524836087泡酸7天5.8/49868/83表7耐酸澆注料耐酸性試驗結(jié)果耐酸澆注料40%H2SO480℃抗折強（MPa）耐壓強（MPa）彈性模（GPa）外觀抗折強度保持（%）耐壓強度保持率（%）保持率（%）質(zhì)量增加率（%）泡酸前10.049.629.0無腐蝕無裂紋無剝落現(xiàn)象////泡酸1天13.762.6401371261381.9泡酸3天13.445.235.113491異常1212.2泡酸7天14.064.133.61401291162.9泡酸15天13.67434.11361491183.2結(jié)果分析：456耐酸澆注料和輕質(zhì)耐酸噴涂料的強度起正面作用，對低水泥的澆注料有嚴(yán)重的侵CaO7耐酸澆注料和噴涂料，隨著浸泡時間的延長，耐酸澆注料（4）的參考意義。耐酸噴涂料（5）77天。4780在7天之后逐漸趨于穩(wěn)定。20%H2SO480℃對不同澆注料的侵蝕性為了考察20%H2SO480℃對不同澆注料的侵蝕性，本文取同批制備的試樣5組，每341d3d7d15d如下所示：8（20H2SO4，80℃）試驗結(jié)果耐酸澆注料20%H2SO480℃抗折強（MPa）耐壓強（MPa）彈性模（GPa）外觀抗折強度保持（%）耐壓強度（%）彈性模量保持（%）質(zhì)量增加率（%）泡酸前9.745.628.0無腐蝕無裂紋無剝落現(xiàn)象////泡酸1天8.942.630.392931080.4泡酸3天9.341.628.09691100-0.2泡酸7天9.633.727.49974/101異常98-0.16（20H2SO4，80℃）試驗低水泥澆注料20%H2SO480℃抗折強（MPa）耐壓強（MPa）彈性模（GPa）外觀抗折強度保持（%）保持率（%）彈性模量保持（%）質(zhì)量增加率（%）泡酸前9.073.331.5腐蝕剝落///泡酸1天8.042.828.9895892-3.2泡酸3天7.339.928.5815490-4.7泡酸7天7.036.127.8884988-4.989說不具備很好的指導(dǎo)意義。不同材料抗折/耐壓強度、彈性模量均勻性試驗律性，為了考察不同材料抗折/耐壓強度、彈性模量的變化情況，本文選兩種具有不同GB/T4513.512塊試樣，嚴(yán)格控制各種試驗條件，如環(huán)境溫度、濕度、取樣量、攪拌機、干混時間、結(jié)合劑/水加入量、濕混時間、震動時的每示：10/耐壓強度與彈性模量均勻性分析試樣抗折強度（MPa）耐壓強度（MPa）彈性模量（GPa）NS-18.461.023.5NS-27.344.522.7NS-38.958.924.0NS-47.852.923.3NS-57.943.223.3NS-68.447.724.1NS-78.352.623.8NS-87.439.022.0NS-97.536.1