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硅灰在耐火澆注料中的作用有哪些?

時間:2019-08-30 09:06:02 點擊:60 次 來源:鞏義市元領耐火材料有限公司

  傳統的鋁酸鹽水泥結合耐火襯料耐火澆注料中,水泥用量—般為12%?30%,用水量9%?13%。用水量高,耐火澆注料的氣孔多,強度低;水泥用量多,雖可獲得足夠高的常溫強度,但由于鋁酸鈣的晶型轉變而使其中溫強度顯著降低,同時水泥耐火澆注料配料反應,生成低熔點的鈣長石或鈣鋁黃長石,導致高溫強度和抗侵蝕能力的下降。為克服傳統耐火澆注料的上述弊端,人們利用微粉體技術開發出低水泥耐火澆注料、超低水泥耐火澆注料和無水泥耐火澆注料。


耐火澆注料

  
  微粉體與高效外加劑的配合使用是低水泥系列耐火澆注料的關鍵技術,使用合理的顆粒級配,微粉體流動性較好,幾乎填充主體顆粒間的全部空隙。可將水泥用量降低至8%以下,水用量降至5%?7%,并使耐火澆注料組織結構致密、氣孔率低、強度高、耐磨損、抗侵蝕,因此硅灰耐火澆注料中的應用較為普遍。
  

  硅灰在耐火澆注料中的作用機理主要包括以下幾個方面:

  
  1、填充作用
  
  采用粒度精心分級直至亞微粒度的顆粒,耐火澆注料中的水泥含量可減少到大約1%。微粉體的應用基于這樣一種假設,即在標準粒度分布的耐火澆注料中,其密度被在施工過程中充有過置水分的顆粒間隙所限制,這些間隙逐漸由更細的顥粒填充,從而將水取代,剩余的微孔由水化的水泥膠體填充。正是基于這一原理,才導致了低用水量、高密度耐火澆注料技術的應用。使用硅灰的耐火澆注料經1000℃燒后,耐火澆注料中的氣孔率由大約20%?30%降低至8%?16%,而傳統耐火澆注料在中溫階段所經歷的機械強度的下降則轉變為穩步上升。
  
  2、改善耐火澆注料的流變性能
  
  在粗粒子的懸浮液中加入少量的膠體尺寸的超微粉體會明顯減小懸浮液的表觀粘度,從而增加耐火澆注料的流動度,降低用水以粒度分布類似的活性氧化鋁微粉體與硅灰比較,要獲得100%的流動度時,微粉體加入量相同時,含活性氧化鋁的耐火澆注料用水量比硅灰的用水量高很多。
  
  3、形成Si-O-Si鍵結合的網狀鏈結構
  
  形成牢固的Si-O-Si鍵結合的網狀鏈結構,使耐火澆注料具有良好的常溫與中溫強度。從SiO2微粉體的水化增重率曲線可見,硅灰的水化增重率遠較晶態SiO2微粉體高,紅外光譜分析證實,硅灰水化后表面形成了類似于硅膠結構的Si-OH鍵。在40℃左右,Si-OH鍵開始脫水聚合成由Si-O-Si鍵結合牢固的微粉長鏈:,80℃時這種聚合作用劇烈并超于完成。這種長鏈形成網絡結構,并一直保持到250℃也無變化。而晶態SiO2微粉體則無這種網絡形成。這種網絡結構是含硅灰的耐火澆注料和制品具有很高冷態強度的原因。
  
  不僅如此,含硅灰的耐火澆注料或制品也具有很高的中溫燒后強度,其機理仍然是硅灰所形成的Si-O-Si網狀鏈,它能一直保持到1200℃以上。根據耐火澆注料中基質細粉的種類,硅灰的結合機理可以分為三類:
  
  (1)含Al2O3的細粉,如各種Al2O3粉、礬土熟料細粉等,這類細粉一般無水化反應,在低溫下這些粉體附在硅灰所形成的網狀鏈上,具有較高的低溫強度,而在700℃后在鏈的范圍內與硅灰反應形成非化學計量化合物,直到1200℃左右形成較大的莫來石晶體。由于莫來石的針狀交錯晶體和原網絡鏈的雙重作用,使其具有很高的中溫(約1000℃)燒后強度。
  
  (2)硅灰加入后所接觸到的是能形成水化物的細粉,如鋁酸鈣水泥、硅酸鹽水泥、β-Al2O3、鎂砂粉等。硅灰加入時,在低溫下能改變原來的水化物并與它們形成新的水化物,這些水化物也形成網狀鏈,并且除了鋁酸鈣水泥外,β-Al2O3和鎂砂粉與硅灰形成的新水化物鏈都能將其形態保持到1200℃以上,從而保證了它們具有較高的中溫燒后強度;鋁酸鈣水泥與硅灰形成的新水化物鏈可保恃其基本形態到1100℃,其后則周圍形成環狀晶體,使耐壓強度比其它幾種略低。
  
  (3)硅灰加入后接觸到的是既無水化反應又不與SiO2其它化學反應的粉體,如SiC,ZrSiO4細粉等。從低溫開始直到1200℃以上,這些粉體都附著在硅灰的網狀鏈上,這種網狀鏈在中溫范圍內不變的形態保證了其相當高的中溫燒后強度。
  
  以上就是關于硅灰在耐火澆注料中的作用,硅灰在年耐火澆注料中使用后,不僅減少了水泥的用量,將水泥用量降低至8%以下,水用量降至5%?7%,并且使得耐火澆注料組織結構強度增高,更加的耐磨損和抗侵蝕。

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