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耐火浇注料的常用结合剂机制
浏览:404 发布日期:2023-04-21

浇注料 耐火浇注料的结合机制一直是研究的重点。


不定形耐火材料的结合方式由水合结合向凝聚结合的方向发展。铝酸 钙水泥(CAC)结合系统因为其具有良好的流变特征和生坯强度而获得广泛应用;然而在含有硅微粉和MgO的体系中使用 CAC有许多缺点,因所含的CaO在高温下会与其他氧化物形成钙长石、钙铝黄长石、铝酸三钙等结晶相,使得材料的 耐火度降低,抗蠕变性变差,高温抗折强度以及抗侵蚀性变差。


同时水泥结合浇注料在养护过程中水泥持续水化以提 供给基体强度,烘烤过程中水化产物(主要为C3AH6,Ca3[Al(OH)6]2))大约在250〜300℃之间发生脱水,水蒸气从浇 注料气孔中排出,所以必须注意养护和脱水过程,以免浇注料基体内部水蒸气压过大引起基体爆裂。


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有关文献表明, 添加CAC会使得浇注料在1100℃以上时生成CA2(CaAl4O7)和CA6(CaAli2O19),导致分别为+13.6%和+3.01%的体 积变化,这种膨胀水平必须加以控制,以防止在使用过程中产生裂缝。为了避免上述缺陷,提高浇注料性能,通常认 可的做法是降低浇注料中水泥的加入量,使普通水泥浇注料转变为低水泥浇注料(LCC)和超低水泥浇注料(ULCC),甚 至无水泥浇注料。 不同的无水泥结合系统已经应用于耐火浇注料中,如水合氧化铝(HA),硅溶胶(CS)和铝溶胶(CA)。


HA是快速焙 烧三水铝石AH3(Al(OH)3,三水铝石)而产生的无定形中间相,包含一种高比表面积的非晶形氧化铝晶相ρ-A12O3,与 水接触后部分溶解,快速形成类勃姆石(一种结晶性很差的勃姆石)和勃姆石凝胶,给浇注料基体提供强度。


HA结合浇 注料常加入硅微粉以引入莫来石相提高其高温力学性能。尽管HA的使用可以避免浇注料中使用CAC而生成低融相, 但是仍然有许多缺点。首先HA的比表面积较高,使得浇注料需要较高的加水量和较长的搅拌时间,而且硬化后HA结 合浇注料具有较低的渗透性,导致浇注料基体在脱水过程中容易发生爆裂。