回转窑窑口浇注料养护后烘烤点火时由于升温过快或操作不当，浇注料衬体内的游离水和结合水以及结晶水在短时间内成为过热水和过热蒸汽，由于衬体致密、气孔狭小及低水泥浇注料中的超微粉(主要为二氧化硅超微粉和氧化铝超微粉)堵塞气孔，使排气通道不畅，热量难以释放，对衬体产生的压强不断增大，当该压强大于衬体结构强度时就有可能发生爆裂。
目前，一般通过向浇注料添加金属Al粉或有机纤维来产生或制造浇注料衬体排气通道，二者可以单独加入，亦可复合使用。经过实践，金属Al粉与水反应时可能会使衬体开裂或破坏衬体结构，并受环境温度的影响较大。本实验重点研究了有机纤维的防爆裂作用，试验采用的纤维为聚丙烯纤维。
试验
试验原料见表1和表2
表1 原料化学成分及物理性能
表2 有机纤维性能
浇注料配方
刚玉质浇注料(以下简称CA料)的配比如下：
棕刚玉(≤8mm) 70%
棕刚玉(≤0.088mm) 15%
SiO2超微粉 4%
耐热钢纤维 3%
膨胀剂 3%
纯铝酸钙水泥 5%
试验过程及分析
1)CA料升温试验
将CA料加水搅拌，在40mm×40mm×160mm的模具中成型，自然养护24h脱模，分别测110℃×24h烘后、300℃×24h烘后、650℃×2h烧后、900℃×2h烧后、1100℃×24h烧后和1350℃×2h烧后的强度、体积密度和失重率，试验结果见表3和图1。
表3 不同烘烧温度后浇注料的性能
不同烘烧温度后浇注料的失重率也不同，室温至110℃有大量水排出，浇注料失重2.48%，110~300℃排水排水量减少，此区间浇注料失重0.73%，而300~650℃排水量又有大幅增加，浇注料失重1.53%，650~900℃排水量已经很少，浇注料失重1.53%，650~900℃排水量已经很少，浇注料失重只有0.33%，而900℃以后浇注料已不再失重，反而开始增重。
根据浇注料的基质组成，浇注料多晶和方式为水合结合+凝聚结合，参与结合的SiO2超微粉和纯铝酸钙水泥发生反应形成了类似沸石型的钙铝硅水化物，该种水化物在300℃以后才脱水。由此可以确定，该浇注料在升温烘烤过程中主要有2个阶段，即300℃前主要为自由水排出，300℃以后钙铝硅水化物，脱水释放出结合水。至于900℃以后的增重应该理解为材料内碳化物和耐热钢纤维的氧化增重所致，表3中体积密度的变化也反映了这一规律。
从强度变化进行分析，300℃以前虽然有大量自由水排出，但由于没有破坏钙铝硅水化物的结构，因此材料依然具有很高的强度，而300℃以后由于钙铝硅水化物脱水，导致结构强度下降，900℃后由于材料逐渐烧结，使得强度再次增加。
1)CA料外加有机纤维试验
根据以上分析，在浇注料中加入的防爆纤维应该具有较低的熔点，使得浇注料衬体在烘烤过程中尽早产生排气通道，使得浇注料衬体在烘烤过程中尽早产生排气通道，缓和水蒸气压力，加快其扩散，同时，考虑到配料时有机纤维的不易分散性和对材料施工性能与使用性能的影响，有机纤维加入量不能大，纤维不易太长，即纤维总量尽可能小，数量尽可能多。在CA料中分别外掺0.5a、1.0a、1.5a、2.0a(a为本试验中运用的特定数量单位)有机纤维，得到的浇注料编号分别为CA-1、CA-2、CA-3、CA-4。除了做表3同样的烘烤试验外，又根据CA浇注料的脱水过程分析，将养护脱模后的试样(50mm×50mm×50mm)的直接放入已升温到600℃的保温电炉中，观察材料的爆裂情况。试验结果见表4~表6。
表4 不同烘烤温度后防爆浇注料的抗折强度 MPa
表5 烘烤不同温度后浇注料的体积密度 g/cm3
表6 爆裂试验结果（600℃）
从表6可以看出，加入有机纤维后，均起到了防爆作用，由于试样体积较小，可能并不能完全反映实际情况。从表4和表5可以看出，随着有机纤维加入量的增加，浇注料用水量增加，强度和体积密度逐渐下降，这是因为一方面有机纤维加入后对浇注料的和易性、触变性产生了不利影响;另一方面，随着有机纤维的融化、消失以及水分的散失，从中温以后，材料逐渐烧结致密以及氧化增重，强度和体积密度开始回升，然而，低、中温强度的下降将可能导致材料投入使用后在早期未烧结阶段迅速损毁。但是，当有机纤维加入适量时(0.5a~1.0a之间)，对材料性能的影响不大。
应用
将研制的防爆浇注料应用于1000~2500t/d的不同窑型的窑口，窑口衬体厚度为200~300mm，获得了满意的效果，极大地缩短了烘烤时间。其中应用于山西尧柏水泥厂2500t/d窑口的浇注料，衬体厚度为250mm，连续运转6个月后厚度尚余220mm左右。从实际应用中发现：衬体厚度增加时，必须适当地增加有机纤维的加入量;在不影响材料使用的前提下留设适当的排气孔和膨胀缝以增加排气通道将会获得更好的效果;大型回转窑窑口衬体很厚，升温速度快，使用方包浇注料时仍需小心烘烤;即使采用防爆浇注料，烘烤前仍然要提供充足的养护时间，以保证材料使用的最佳效果。
结论
1)合适的有机纤维作为防爆剂，加入量在0.5a~1.0a之间时，可以使低水泥结合的浇注料获得满意的防爆性能;
2)要根据衬体厚度调整防爆纤维的加入量;
3)留设适当的排气孔和膨胀缝作为辅助的防爆措施将会获得更好的效果；
4)精心养护和烘烤非常重要。
