氧化鋁空心球磚是可以直接用作高溫熱工設備工作襯高級輕質隔熱材料，但其抗熱震性仍不能滿足使用要求，特別是用作間歇式高溫窯工作襯時很容易出現開裂：另外，氧化鋁空心球需要高溫燒成，不是屬于節能環保型生產方式，所有在以氧化鋁空心球為主原料上還需要開發新的高溫隔熱產品，目前空心球預制塊作為高溫窯工作襯的大規模應用還不多。本文主要介紹了氧化鋁空心球澆注料及制作后的空心球預制塊的實際應用情況。

1：原料選擇

1.1本實驗中選用臨界度為3mm的氧化鋁空心球、板狀剛玉（≤3mm）、白剛玉粉（≤0.045mm）、α-AL2O3微粉（d50=5μm）、鋁酸鈣水泥CA-70等為主要原料。主要原料的化學組成見表1

     本試驗中還采用了一種多糖高聚物DX，它既可以改善澆注料漿體的流變特性，以提高澆注料的施工性能：又可以在熱處理過程中燒失，以增加澆注料基質中的微孔。

1.2：配方設計

     高熱阻是隔熱保溫材料必備的基本特性之一。空心球制品主要是依靠空心球原料密閉的氣孔和制品基質中氣孔獲得較高的熱阻。在制品氣孔率一定時，制品內部的氣孔越分散，氣孔直徑越小，氣孔內部的對流傳熱阻力增大：同時，根據散射原理，聲子導熱和光子導熱的阻力提高，輻射傳熱減少。

     本實驗中通過使用臨界粒度小（3mm）的空心球來減小常規氣孔的尺寸。同時，通過在基質中引入有機物DX來引入微孔。此外，通過配方設計，使制品的相組成具有“雜質效應”，以進一步提高制品的熱阻。

     由于空心球自身強度較低，裂紋擴展至空心球時很容易穿空心球而過而延續延伸。為此，在配料中加熱臨界粒度為3mm的板狀剛玉顆粒，以增強制品的韌性：此外，還利于原位生成最佳含量CA6 時的膨脹效應產生適量微裂紋來提高制品的韌性。強度方面，通過合理配料，利用水泥、微粉的化學反應和燒結來獲得所需的強度。

      輕質或半輕質澆注料主要以配料當中輕質原料的均勻分布(不存在偏析)以及制品內部沒有較大氣孔為第一要素。DX的加入改善了體系的流變特性，防止粉料底沉和空心球上浮。

      通過一系列試驗最終優選出最佳配方見表2

     按照表2配料，并按試驗獲得的最佳加水量9.7%~10%加水攪拌，振動城行為40mmX40mmX160mm的樣條，自然養護12h后拆模，在110℃干燥24h，然后分別在1050、1150、1250、1350、1450、1550、和1650℃、熱處理3h。按常規標準方法檢測不同條件下處理后試樣的常溫抗折強度、常溫耐壓強度、體積密度、加熱永久線變化，結果見表3

     從表3可以看出：干燥后試樣的常溫抗折強度和常溫耐壓強度分別達到了5.6和14.3MPa。干燥后試樣的強度主要來源于水泥和微粉的水化和膠凝。1000和1100℃熱處理后試樣的強度比干燥后試樣的低，這符合鋁酸鈣類水泥結合澆注料的普遍規律，因為干燥試樣中的結合相在此溫度下分解，而新的結合還未生成，體系也沒有燒結。從1100℃開始，新的結合相逐漸生成，試樣也逐漸燒結，因此強度逐漸增大。

     從表3還可以看出：1050~1650℃熱處理后試樣均產生永久性膨脹，并且膨脹率從1050℃到1450℃逐漸增大，這主要是因為原位CA6  的形成具有膨脹效應。但1550和1650℃熱處理后試樣的膨脹率急劇減小，這是因為基質燒結致密化導致的收縮抵消了形成原位CA6的大部分膨脹。1050℃熱處理后，由于水泥水化產物分解。1050℃熱處理后，由于水泥化產物分解，揮發份消失，DX等可燃物燒失，試樣的體積密度明顯減小。隨著熱處理溫度的繼續升高，商鞅體積密度的變化與試樣的燒后線變化存在一定的關聯。

     此外，還對1550℃3h熱處理后試樣進行了抗熱震試驗：在1100℃加熱10min后風冷10min，循環3次后檢測試樣的常溫抗折強度。經計算，熱震后試驗的抗折強度保持率為15%。

2   應用

  按表2配料制成230mmX300mmx200mm的預制塊，在8m³間歇式高溫窯上局部使用。此間歇式高溫窯的工況是：最高工作溫度為1600℃，平均升溫速率為22℃·h-1，平均降溫速率為25℃·h-1.

  結果發現：預制塊使用12個月后未出現剝落、短磚等異常現象，而要門口的空心球機制磚出現剝落、斷磚，窯墻、窯頂的空心球機制磚初選斷磚、傾塌。按表2配料對間歇式高溫窯損毀的部位進行直接澆注修補，效果也令人滿意，其壽命與全新窯襯相當。

 要取得好的應用效果，一是材料的性能要達標，二是窯爐結構設計要合理，

砌筑質量也要符合要求。譬如工作襯厚度以230~250mm為佳，過小會增加外圍保溫層的熱負荷，過大會因為太大的溫度梯度造成工作襯磚斷裂或出現裂紋。此外，保溫層的保溫性能也必須良好，一方面可以減少散熱，節約能源：另一方面可以減少空心球預制塊的溫度梯度，減少預制塊的斷裂或開裂。