近年來，在施工現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，襯里施工完成后，在養(yǎng)護期內(nèi)襯里表面出現(xiàn)自粉化現(xiàn)象，即在襯里表面長出“白毛”，俗稱起白堿。輕者引起襯里表面強度降低，有時表面有粉化現(xiàn)象，影響襯里的材料與施工：耐火澆注料襯里自粉化現(xiàn)象的原因初探表面質(zhì)量。嚴重者導致耐火澆注料的強度嚴重下降，影響了襯里的正常使用。這種現(xiàn)象在高溫高濕的環(huán)境下更易發(fā)生。
施工現(xiàn)場環(huán)境的不同，自損傷現(xiàn)象出現(xiàn)的時間和嚴重程度也不相同。一般在施工完成一天后出現(xiàn)，高溫高濕時容易產(chǎn)生。水泥用量大的輕質(zhì)耐火澆注料比水泥用量少的重質(zhì)耐火澆注料更容易產(chǎn)生。耐火澆注料的自粉化現(xiàn)象主要由下面緣由造成，大概上可分為化工流程和物理流程兩大類。
1、鋁酸鈣水泥的碳酸化反映
眾所周知，鋁酸鈣水泥的水化反應一般按下列形式進行：
由上式可知，高鋁水泥的水化產(chǎn)物有4種：CAH10、C2AH8、C3AH6、AH，但在常溫下只有立方晶體的C3AH6和AH是穩(wěn)定相，6方晶體CAH10和C2AH8是亞穩(wěn)定相，只有在較低溫度下存在，隨著溫度的提高都轉化成C3AH6。CA2的水化和CA相似。
一般認為，CAH10和C2AH8都屬于6方晶系，其晶體呈現(xiàn)片狀或針狀，互相交錯重疊結合，可形成堅硬的結晶合生體。AH凝膠又填充于晶體骨架的空隙中，形成致密的結構，從而使水泥石獲得很高的強度。C3AH6屬于立方晶系，常存在較多的位錯等缺陷，且多為粒狀晶體，晶體間的結合較差，故由此水化產(chǎn)物構成的水泥石的強度較低。
CAH10、C2AH8、C3AH6、AH這4種水化產(chǎn)物的密度分別為1.72、1.95、2.52和2.42。從密度數(shù)值可看出，亞穩(wěn)定相的密度遠比穩(wěn)定相的密度低。由此可以認為，在發(fā)生晶型轉變后，水泥中的孔隙率增加及游離水析出，晶體間的結合力變?nèi)�。加之氫氧化鋁由初期的凝膠逐漸結合為三水鋁石，使其填充孔隙的能力變?nèi)�，故而強度降低�?/span>
據(jù)熱力學計算可知，下列反應是可以自發(fā)進行的：
從式(1)和式(2)可知，為何在高溫高濕下，耐火澆注料的自粉化現(xiàn)象發(fā)生頻率高，程度嚴重。
2、鋁酸鈣水泥與堿的碳酸鹽反應
現(xiàn)代的耐火澆注料廣泛采用減水劑和用三聚磷酸鈉作分散劑，這些材料中均含有大量的可溶性堿，加之耐火原材料中所含的可溶性堿或施工用水中所帶人可溶性堿，堿含量相當大。堿和環(huán)境中的二氧化碳發(fā)生反應后生成堿的碳酸鹽。
堿的碳酸鹽會與鋁酸鈣水泥的水化產(chǎn)物(水化鋁酸鈣)發(fā)生反應，反應按如下方式進行：
上述反應中的R2CO3是由于耐火澆注料中所含的可溶性堿或施工用水所帶入的可溶性堿與大氣中的CO2反應重新生成堿的碳酸鹽，堿的碳酸鹽又再次與水化鋁酸鈣反應，這種反應會不斷地往復進行，水化鋁酸鈣就會不斷地分解，鋁酸鈣水泥的硬化體就會逐漸被瓦解。也就是說由于堿的存在，它可以作為一種媒介物，促進大氣中的CO2對鋁酸鈣水泥的水化產(chǎn)物進行侵蝕。這個過程可用下式表示：
由于鋁酸鈣水泥在炎熱潮濕季節(jié)比較容易形成C3AH6和C2AH8，當耐火澆注料的拌合物中含有ROH時，這些ROH會隨毛細孔中水分子的蒸發(fā)而遷移到表面和大氣中的C晚反應生成堿的碳酸鹽，然后再按上述化學反應，使水化鋁酸鈣分解，如此形成循環(huán)，最后使硬化體瓦解。
3、鋁酸鹽水泥與亞硫酸鹽反應
在大氣中除了CO2外，還有CO3、H2S等氣體，在有水分存在的條件下，水泥水化產(chǎn)物會發(fā)生下列反應：
此外，施工用水中常含有SO2-4和H+離子，鋁酸鈣水泥的水化產(chǎn)物也會與之發(fā)生反應。水中SO2-4的活度和水的酸性的增加，會使鋁酸鈣水泥水化產(chǎn)物的穩(wěn)定性急劇下降。
上述三種反應均屬化學過程。
4、耐火澆注料表面的鹽析作用
耐火澆注料在養(yǎng)護或自然干燥過程中，隨著水分的蒸發(fā)，一些可溶性碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等鹽類在耐火澆注料表面聚集、結晶、析出現(xiàn)象稱為鹽析。耐火澆注料表面長“白毛”就是鹽析現(xiàn)象的直接反應。鹽析現(xiàn)象主要由下列原因造成：
1)耐火澆注料中所含的離子，如SO2-4、Cl-、Ca2+、Fe2+、Na+、PO3-4、CO2-3等，隨著水分的蒸發(fā)，通過毛細孔逐漸向耐火澆注料表面遷移、聚集，當濃度超過這些鹽類化合物的溶解度時，就在耐火澆注料表面產(chǎn)生結晶。
2)如上所述，鋁酸鈣水泥水化產(chǎn)物與大氣中的CO2、SO2、H2S等氣體反應生成的鹽類在耐火澆注料表面聚集，當濃度超過這些鹽類化合物的溶解度時，也在耐火澆注料表面產(chǎn)生結晶。
這些鹽類的大多數(shù)是含有結晶水的化合物。當環(huán)境溫度大于50℃時，結晶水會逐漸失去，同時伴隨著較大的體積變化。如Na2SO4・10H2O屬單斜晶系，它的理論密度為1.446g/cm3，而失水后的產(chǎn)物Na2SO4屬正交晶系，理論密度為2.68g/cm3。因此，當Na2SO4・10H2O失水后，體積收縮會達到45.4%。這可能是加劇耐火澆注料表面結構粉化、剝落的主要原因之一。這屬于物理過程。
當然，還有一類不含有結晶水的鹽類，如NaCl等，這類鹽類的鹽析不會帶來晶型轉變和體積變化，對耐火澆注料的表面強度沒有太大的影響，只會影響耐火澆注料的表面質(zhì)量。
5、結論
1)耐火澆注料在施工過程中的自粉化現(xiàn)象是由于鋁酸鈣水泥水化產(chǎn)物與大氣中的CO2、SO2、H2S等酸性氣體反應，導致水化產(chǎn)物分解，耐火澆注料的強度下降。主要包括鋁酸鈣水泥的碳酸化反應、鋁酸鈣水泥與堿的碳酸鹽反應和鋁酸鹽水泥與亞硫酸鹽反應三個化學過程。
2)耐火澆注料在養(yǎng)護或自然干燥過程中，隨著水分的蒸發(fā)，一些可溶性碳酸鹽、磷酸鹽、亞硫酸鹽等鹽類的結晶析出，一部分含結晶水的鹽類的風化、失水，晶型發(fā)生轉變，同時伴隨著體積變化，加劇了耐火澆注料的強度損失。
