耐火浇注料的气孔形成的原因及分类

耐火浇注料和水泥基材料有一定的相似之处，表面看起来十分致密，其实内部遍布着各种气孔，并且气孔结构十分复杂。复杂性主要体现在以下几个方面：首先气孔形成原因不同，原本水化反应物占据的空间可能在反应完成后没有被水化产物占据而形成毛细孔，水化产物自身含有凝胶孔，而且材料搅拌时还可能会带入气泡形成气孔;其次孔隙尺寸覆盖范围很广，最小的C-S-H凝胶孔尺寸仅有1nm左右，而一些气孔尺寸能达到10mm以上，尺寸跨度达到7个数量级;再次孔隙形状很不规则，除少量气孔以外，很难用圆球、圆柱或者其它简单几何模型来描述耐火材料真实气孔形貌;最后气孔之间的连接关系也非常复杂，相邻气孔可能连通也可能不连通，并且连通方向随机分布，连通气孔在尺寸和形状上也毫无规律。

虽然这些孔结构非常复杂，但根据孔隙形成原因和形态尺寸等能够将其大致划分为C-S-H凝胶孔、毛细孔、气孔及缺陷孔，具体划分如下：

C-S-H凝胶孔：C-S-H凝胶是水泥浆体的主要组成成分，由纤维状、片状以及其他不规则形状的颗粒组成，颗粒之间会存在一些孔隙，这就是C-S-H凝胶孔。这种孔隙约占C-S-H凝胶体积的28%，通常认为其尺寸在0.5-2.5nm范围内。此外，随着水泥水化程度的增加，C-S-H凝胶体积增加，凝胶孔在总孔隙中的比例也随之增大。

毛细孔：存在于原本由水占据的空间内，因此毛细孔隙率与材料初始含水量有很大的关系，在水化过程中会不断被水化产物填充，呈现出随材料龄期增加而逐渐减少的趋势，尺寸在2nm-10μm不等，并且在相对湿度低于40%时，内部水分会完全蒸发，因此能够为离子或者气体提供传输通路，是影响材料渗透性的主要孔隙。

气孔：分为拌合时混入空气导致的气孔和人为添加防爆剂增加的气孔，与形状不规则的毛细孔不同，气孔形状通常呈圆形，尺寸最大可达几毫米，气孔相互之间一般不直接连接，渗透介质需要通过更小的空隙进行传输，因此对渗透性影响较小。

缺陷孔：这是由于不同尺寸基质颗粒在骨料周围产生了填充缺陷，形成了气孔率较高的界面过渡区(ITZ)，这些界面区呈现多孔，其厚度取决于基质颗粒尺寸的大小。骨料-基质界面的数量可以通过最大基质厚度(MTP)来估算，MPT值越小表明相邻两个骨料之间的距离越小。