绝缘子胶合剂表面白粉问题分析

蔡海龙，罗丽鹰

绝缘子胶合剂表面白粉问题分析

蔡海龙，罗丽鹰

(南京电气绝缘子有限公司，江苏 南京 210046)

针对南京电气绝缘子有限公司绝缘子装配养护后出现的表面白粉问题，通过实验室测试及模拟生产试验，分析白粉主要成分及产生原因。试验表明，较高的水料比、长时间高温蒸养产生的冷凝水导致胶合剂表面白粉，并提出解决胶合剂表面白粉的一些措施。

胶合剂；白粉；水料比；蒸养时间；冷凝水

0 引 言

2013年5月，南京电气绝缘子有限公司对玻璃老装配线进行了技术改造。与原胶装机不同，新装配机振幅较小，钢脚无压紧装置，用原胶合剂装配时出现了钢脚压不到位、水泥面振不平现象。通过调整水灰比，帽用、脚用胶合剂分开调制等措施，仍不能完全解决生产中的产量、质量问题。为此，不得不改用灌浆料配方。

采用灌浆料配方后，保证了装配线正常生产，胶合剂表面无气泡，产品强度稳定，满足了客户要求。但在进入秋冬季后，一度出现了产品胶合剂表面较严重白粉和“开裂”现象。

1 老装配线养护工艺及质量问题描述

1.1 老装配生产线养护工艺

产品装配完后，人工将产品放入吊篮，吊篮通过悬挂链系统自动匀速前进。产品首先进入蒸养池，经过约7.5 h高温蒸养，胶合剂表面完全硬化，人工将产品转移至水养室，进行热水养护。

图1 老装配生产线养护工艺

1.2 质量问题描述

随着气温的下降，养护后胶合剂表面附着一层白粉，并逐步扩展到玻璃件内伞棱，白粉厚度小于2 mm。该产品存放一定时期后，表面白粉出现收缩裂纹。在清除白粉后，胶合剂表面为青灰色，无裂纹。因此，可通过清除表面白粉，解决“开裂”问题。但要从根源上解决问题，应尽量减少表面白粉产生。

图2 养护后表面白粉

2 试验

2.1 白粉成分测试

从产品中刮取白粉，用少量蒸馏水搅拌，水溶液pH值9—10，呈强碱性；用盐酸滴定，有大量气泡产生。

2.2 水料比对胶合剂质量影响

准确称取预混料、自来水，控制水料比(水：预混料，下同)为0.09、0.10、0.12、0.14、0.16(生产控制为0.12±0.08)，用JJ-5型砂浆搅拌机搅拌成浆料，进行测试。

2.2.1胶合剂强度

模拟生产养护，在38℃标准养护箱蒸汽养护7.5h，硬化后脱模，置于38℃快速养护箱水养46h，分别用CMT4304、NYL-600材料试验机测定抗折、抗压强度。

2.2.2 流动度

用NLD-3流动度测定仪，浆料刮平后在不振动情况下，测定浆料自行流淌最大直径。

2.2.3 凝结时间

采用专用试模，浆料刮平后置于38℃标准养护箱蒸汽养护，测定初凝、终凝时间。

2.2.4 外观

观察胶合剂养护前后表面变化及硬化速度。

试验结果见表1。

表1 水料比对胶合剂性能影响

图3 水料比对胶合剂抗压强度影响

2.3 模拟养护试验

取生产灌浆料(水料比0.12)，参照生产蒸养时间7.5h计算，用实验室标准养护箱，按表2进行模拟养护工艺试验。

图4 水料比对胶合剂凝胶时间影响

表2 模拟养护工艺试验

图5 从左至右：上部1#—5#杯，下部6#—8#杯，1#及3#试模

3 分析讨论

(1) 硅酸盐水泥主要成分为硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)，其水化产物为C-S-H凝胶和Ca(OH)2。

C3S+H2O=C-S-H+Ca(OH)2

C2S+H2O=C-S-H+ Ca(OH)2

Ca(OH)2呈强碱性，它在空气中并不稳定，与CO2反应，生成CaCO3。

Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

用盐酸滴定CaCO3，产生CO2气体。

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

Ca(OH)2微溶于水。当胶合剂加水量较少，表面没有多余水分时，水化产生的Ca(OH)2向胶合剂表面迁移阻力较大，硬化后胶合剂表面不发白；当胶合剂加水量较高，表面泌水或者养护时有冷凝水，Ca(OH)2迁移阻力较小，这为Ca(OH)2迁移和富集创造了有利条件，硬化后胶合剂表面有白色Ca(OH)2，部分Ca(OH)2与空气中CO2反应，生成CaCO3白粉。因此，白粉主要成分是Ca(OH)2和CaCO3。

(2) 水料比0.09时，胶合剂成型时较干硬，消泡剂难以将胶合剂夹带的气体顺利排出，蒸养后在试条上半部有少量大气孔，抗压强度略有下降；当水料比达到0.12时，浆料流动性较好，消泡剂可将气体顺利排出。水料比越高，浆料流动度越大。除水料比0.09，胶合剂因气孔强度略低外，水料比与抗压强度呈明显的负指数关系。水料比越大，抗压强度越低。水料比0.16时，抗压强度仅为水料比0.10时的60%，与资料中“混凝土强度与水灰比呈负指数关系”相符。对高吨位产品，应严格控制水量，以防产品强度偏低。

当水料比达到0.14—0.16时，胶合剂表面出现泌水层，蒸养时胶合剂硬化变慢，凝结时间增加。泌水层干硬后，表面出现白色粉末，与生产中表现出的异常现象完全一致。水料比0.12时，能够兼顾工艺操作性、抗压强度及外观质量。

(3) 从表2可以看出，1#杯、1#试模高温蒸养时间长，表面白粉严重；3#杯、8#杯没有高温蒸养，胶合剂表面无白粉；5#—7#杯室温养护时间分别为2h、3h、4h，高温蒸养时间分别为5.5h、4.5h、3.5h，表面白粉面积占比分别为70%、40%、0%，外观逐步得到改善。室温养护一定时间后，胶合剂逐步硬化，Ca(OH)2向胶合剂表面迁移阻力变大，后期冷凝水影响减少。反之，高温蒸养时间越长，冷凝水越多，白粉越严重。因此，产品装配完成后，不宜过早进行高温蒸养，可在初凝前保持一定湿度，初凝后再进行蒸养，必要时加盖防水罩。

(4) 由于悬挂链运行及修理需要，蒸养室顶部有悬挂链通道与外界相通，热蒸汽遇到冷空气，极易形成冷凝水。夏季气温较高，蒸汽温度与气温相差不大，冷凝水不是很大。进入秋冬季，气温下降明显，热蒸汽极易产生冷凝水，并通过定位罩及钢脚缝隙进入胶合剂表面。严重时，玻璃件内伞棱有较多积水，导致较多白粉产生。因此，蒸养室应尽可能密闭，防止冷凝水产生。

4 可采取的技术措施

(1) 配料时严格按工艺控制水料比，装配过程中不得向胶合剂内添加水或减水剂溶液。

(2) 产品装配完成后，不宜过早进行高温蒸养，防止冷凝水落入胶合剂表面。对于悬挂链蒸养室，可在初凝前保持一定湿度，初凝后再进行加温蒸养。

(3) 蒸养室应尽可能密闭，对悬挂链系统，也要尽可能加装密闭罩，防止冷热空气相遇产生的冷凝水。

(4) 对于已有生产线，必要时产品加盖防水罩。

(5) 设计新生产线时，在保证冬季最低养护温度前提下，应尽量减少前期蒸养温度和时间。

(6) 采用新型高效减水剂，优化胶合剂配方，取消蒸汽养护。

5 结 论

(1) 当胶合剂泌水或养护时有冷凝水存在时，水泥胶合剂表面容易产生白粉，其主要成分是Ca(OH)2和CaCO3。

(2) 水料比越高，浆料流动度越大，凝胶时间越长，在一定范围内胶合剂强度越低，生产中应严格控制水料比。水料比较高时，胶合剂表面有泌水层，干硬后表面出现白色粉末。

(3) 装配后高温蒸养时间越长，冷凝水越多，白粉越严重。产品装配完成后，不宜过早进行高温蒸养，可在初凝前保持一定湿度，初凝后再进行蒸养，必要时加盖防水罩。

(4) 当蒸养室与外界相通时，冷热空气相遇，容易形成冷凝水，造成胶合剂表面白粉。

(5) 可以通过相关技术措施，缓解或消除白粉产生的根源，达到改善外观目的。

[1] 唐若明. 玻璃绝缘子胶合剂的外观质量探讨[J]. 电瓷避雷器, 2004(3): 18-24.

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[3] 李玉书. 电瓷工艺与技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2007.

[4] 兰英静. 高性能水泥基灌浆材料的配制和性能的研究[D]. 内蒙古科技大学, 2012.

Analysis on the Surface White Powder Problem of Insulation Paste Compound Agent

CAI Hailong, LUO Liying

(Nanjing Eelectric Appliance Insulation Co., Ltd., Nanjing 210046, Jiangsu, China)

Experimental tests and simulated production trials are conducted to address the problem of the white powder appeared on the surface of our products after being assembled and maintained. The major components of the white powder and reasons of its creation are analyzed. The experiments indicated condensation water from high ratio of water to materials and long-time steaming is the cause. Some measures are raised to solve the the problem.

gluing agent; white powder; ratio of water and materials; steaming time; condensation water

TQ174.75

A

1006-2874(2020)04-0049-05

10.13958/j.cnki.ztcg.2020.04.011

2019‒11‒10。

2019‒11‒14。

蔡海龙，男，高级工程师。

2019‒11‒10.

2019‒11‒14.

CAI Hailong, male, Senior Engineer.

13851752639@163.com