试验原料主要有电熔白刚玉骨料(5～3、3～1和≤1mm)及细粉(≤0.045mm)、α-Al2O3微粉、金属铝粉、硅灰、铝酸盐水泥、水合氧化铝和硅溶胶等。减水剂有三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和FS10。

       试样配比如表1所示。按表1进行配料，成型为40mm×40mm×160mm的长方体试样和80mm×80mm的圆柱试样。长方体试样经室温养护24h脱模，再于110℃烘烤24h后经1300℃保温3h热处理。按国标测试110℃烘后试样的常温抗折强度、常温耐压强度、显气孔率和体积密度。

       长方体试样养护和热处理阶段的失水率检测方法为:测其室温养护24h脱模后的质量m1，110℃烘24h后的质量m2，1300℃保温3h烧后的质量m3(假设此时试样内部的水分已完全蒸发)，试样的总加水量为m总，则试样110℃干燥阶段失水率w1为:

  1300℃烧成阶段的失水率w2为:

  因此，试样养护阶段的失水率为1-w1-w2。

       在圆柱试样内部正中心部位埋入K型热电偶，以测量试样内部温度，在恒温恒湿养护箱中，于23℃带模密封养护24h。脱模后，按YB/T4117—2003和ISO16334:2013(E)分别测试试样的抗爆裂温度和内部转变点温度，其中，试样抗爆裂温度的温度间隔为100℃。

结果与讨论

物理性能

表2示出了浇注料经110℃烘后的物理性能。

由表2可以看出，浇注料110℃烘后的常温抗折强度与常温耐压强度变化基本一致，强度由大到小为:CC>ABD>ULC>AULC>SSG，由此可知在超低水泥中加入金属铝粉对其强度影响不大。由文献可知，浇注料的抗拉强度在一定程度上能够反映浇注料的抗爆裂性。一般认为抗拉强度与抗折强度有对应关系，抗折强度越高，抗拉强度越大[8]。本试验中没有测量材料的抗拉强度，因而用浇注料的常温抗折强度和耐压强度来研究强度对抗爆裂性的影响。

图1示出了浇注料在不同阶段的失水率。由图1可知，5种浇注料养护期间的失水率由大到小的顺序为 SSG > CC > ULC > ABD > AULC。浇注料在 110 ℃期间失去的绝大多数水为自由水。浇注料在养护和烘干期间的共同失水率顺序为SSG > ABD > AULC >ULC > CC。超低水泥浇注料110 ℃烘后其显气孔率并没有因金属铝粉的加入而增大， 但是其养护和烘干期间的共同失水率却由于加入金属铝粉而增大。这可能是由于金属铝粉只是增加试样的透气性通道，而没有提高试样的显气孔率。因此，若想研究试样内部水分蒸发的难易，应该研究试样的透气性。

  抗爆裂试验

       试样的抗爆裂试验结果如表3 所示，其中，每个试验温度测试2个试样。由表3可知，各试样的抗爆裂温度如下: 试样CC为700 ℃ ，试样ULC为500 ℃ ，试样 AULC为700 ℃ ，试样 ABD为 300 ℃ ，试样SSG为300 ℃。

       各浇注料爆裂后的碎裂程度顺序为:AULC＜ULC＜CC＜ABD＜SSG。从左至右试样越来越粉碎，只有硅溶胶结合的浇注料出现了裂纹，其他浇注料均为整体炸裂，而不是边角部位。硅溶胶结合浇注料出现裂纹的起始部位也为试样侧向的中心部位，如图2所示

内部转折点温度

图4示出了超低水泥结合浇注料ULC在不同试验温度下的中心温度-时间曲线。试样ULC5、ULC6的试验温度为500℃，在该温度下两试样均未爆裂，试样ULC5的转变点温度为241℃，试样ULC6的转变点温度为233℃;试样ULC3、ULC4的试验温度为600 ℃，两试样均爆裂，试样ULC3在内部温度153 ℃时**次爆裂，试样ULC4在试验进行约330 s时爆裂，且试样ULC4爆裂时响声较试样ULC3的更大一些，碎裂更严重。

图 5 示出了含金属铝粉的超低水泥结合浇注料AULC在不同温度下的中心温度-时间曲线。其中，试样AULC1的试验温度为500℃，未爆裂，转变点温度为189℃;试样AULC2的试验温度为600℃，未爆裂，转变点温度为196℃;试样AULC3的试验温度为700℃，未爆裂，转变点温度为199℃;试样AULC4的试验温度为800℃，未爆裂，转变点温度为183℃;试样AULC5的试验温度为800℃，内部温度151℃时爆裂，响声剧烈。可以看出，同一种试样，其抗爆裂试验温度不同时，虽然试样内部转变点温度每次都不完全相同，但其差别不大，只是试验温度越高，温度转变点出现的越早(如图5所示，随着试验温度升高，转变点温度在时间轴上越来越靠左)，转变点越明显。由此可以判定: 同一种浇注料的转变点温度高低与抗爆裂试验温度基本无关。

图6示出了水合氧化铝结合浇注料ABD在试验温度300、400 ℃下的中心温度-时间曲线。其中，试样ABD3的试验温度为300 ℃，未爆裂，试验时长约22min，在此时间段内未出现转变点温度; 试样ABD5的试验温度也为300 ℃ ，延长了保温时间至试样内部温度基本达到炉温，试样未爆裂，整个曲线上也未出现转变点温度; 试样ABD4的试验温度为400℃，内部温度182 ℃时爆裂，响声剧烈，只爆裂一次，粉碎性炸裂。

图7示出了硅溶胶结合浇注料SSG在不同试验温度下的中心温度-时间曲线。其中，试样SSG4的试验温度为400℃，试样出现裂纹(如图3所示)，内部转变点温度为105 ℃ ; 试样SSG1、SSG2的试验温度为500℃，均局部炸裂，试样SSG1内部温度约 90℃ 时爆裂，一声闷响，声音特别小，转变点温度为100℃;试样SSG2内部温度约90℃时爆裂，响声较**次大一些，转变点温度为104 ℃。由图2可以看出，硅溶胶结合浇注料在养护和烘干期间就已经失去了绝大多数的水，这可能与硅溶胶结合浇注料有较低的转变点温度有关。

       浇注料的抗爆裂温度与转变点温度对比如表5所示。可以看出，对于不同结合体系的浇注料，其转变点温度的高低并不能用来判定浇注料抗爆裂性的好坏。硅溶胶结合的浇注料其转变点温度*低，但其抗爆裂温度也很低; 而水泥结合浇注料其转变点温度*高，但抗爆裂性并不差， 这可能是受试样强度等其他因素的影响。某些结合体系的浇注料无转变点温度，如水合氧化铝结合浇注料。

       试样CC和AULC的抗爆裂性*好，试样CC的转变点温度虽然很高，但强度高，所以抗爆裂性好; 试样AULC的强度虽低，但转变点温度低，所以抗爆裂性也好。ULC和AULC的转变点温度与抗爆裂温度之间的关系符合国标ISO16334: 2013(E)中的观点:

       由于其强度几乎相同，所以抗爆裂性受转变点温度的影响*大。这说明，浇注料的抗爆裂性受转变点温度、浇注料强度等多种因素的共同影响。

表4中还可以看出，凡是有转变点温度的浇注料，其试样若爆裂，都是在其内部温度未达到转变点温度之前爆裂，若试样内部温度达到转变点温度后试样还未爆裂，则试样一般就不会再发生爆裂了( 除了出现裂纹的情况) 。根据黄育飞关于浇注料快速烘烤时内部蒸汽压力的研究发现， 浇注料的内部转变点温度和试样内部蒸汽压力*大时对应的温度较吻合，因此该温度点为试样爆裂的危险点。

结  论

  (1) 国际标准ISO 16334: 2013(E)中关于用转变点温度高低来衡量抗爆裂性好坏不是对所有结合体系的浇注料都适用。浇注料抗爆裂性的好坏受很多因素的影响，而转变点温度的高低只与试样的脱水能力有关，而不能表征强度等因素对试样抗爆裂的影响。此外，水合氧化铝结合刚玉质浇注料不存在转变点温度。因此，直接用浇注料的抗爆裂温度来衡量浇注料的抗爆裂性是比较合理的。

  (2) 凡是有转变点温度的浇注料，其试样若爆裂，都是在其内部温度未达到转变点温度之前爆裂，若试样内部温度达到转变点温度后试样还未爆裂，则试样一般就不会再发生爆裂了(除了出现裂纹的情况) 。因此，测试浇注料的转变点温度也有一定的意义。