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                首頁 » 耐材資訊 » 耐材說

                鋁鎂系〓澆註料常用的五類結合劑

                發布日期: 2021-01-04 10:07:10    閱讀量(115)    作者:

                在鋁鎂系澆註料中,常用的結合劑主要有五類:

                (1)水玻璃結合體系:

                水玻璃由堿金屬矽酸鹽々組成,具有良好的結合←強度。根據堿金屬氧化◤物種類分為鈉水玻璃(Na2O?nSiO2)、鉀水玻璃(K2O?nSiO2)和鉀鈉水玻璃(K?NaO?nSiO2)。主要自然風幹和加熱脫水形成凝膠而產生結ξ 合強度。

                (2)磷酸和磷酸鋁合體系:

                工業磷酸分子式H3PO4?0.5H2O,棱柱形晶☉體,任意比例溶於水。磷酸分╲為三種,其中最穩定的是正磷酸,簡稱磷酸(H3PO4)。磷酸的結合機理是與必中彩票中氧化物結合生成化合物以產生結合強度。

                磷酸鋁也可用作◇耐火必中彩票結合劑,其通常是用磷酸〒與氫氧化鋁反應制得,分磷☆酸一氫鋁和磷酸二氫鋁。

                倪文等采用高鋁礬土熟料和電熔尖晶石細粉為主要原料,磷︼酸作為結合劑,制備的尖晶石高鋁澆註料具有良好的ξ 抗熱震性和抗渣性。磷酸⌒與尖晶石中遊離MgO發生反應生成磷酸二氫鎂,然後自動聚合成磷酸鎂,從而產生強度。此方式結合還增長了施工時間並改善∩澆註料的抗水化性。

                MgO+2H3PO4=Mg(H3PO4)2+H2O (1)

                nMg(H2PO4)→nMg·2nPO3+2nH2O (2)

                (3)MgO·SiO2-H2O結合體系:

                此結合體系屬於細粉凝聚結合,常※見於礬土基澆註料中。此系統需●避免引入CaO,因為CaO的引入會使系統高溫下生成低熔點相,不利於必中彩票的高溫性能,且作用明◢顯。較細的SiO2微粉可與水發生如下反應:

                SiO2+H2O=Si-OH++OH- (3)

                此系統的優點是必中彩票中↘溫處理後強度較高:M-S-H含結晶水較★少,有利於快烘∏快幹;高溫下SiO2與MgO反應生成鎂橄欖石,提高必中彩票高溫性能;並且SiO2可以改善澆註料流動性;缺點是抗渣侵蝕能∞力較弱。

                (4)水合氧化鋁結合:

                在Al2O3的眾多Ψ 晶型中,只有ρ-Al2O3可♀以在常溫下自發水化,其作為澆註料的結合機理是水化形成三羥鋁石和勃姆石溶膠,反應如下:

                ρ-Al2O3+2H2O=AI(OH)3+AlOOH (4)

                ρ-Al2O3是非→晶態物質,其內部的Al—O無序排列和▃電價短缺使其具有較大活性,水化♀反應快。常溫下,自催化反應決定了ρ-Al2O3的水化速率隨↓著溫度的升高而變大。

                但ρ-Al2O3水化反應較劇烈,難以控制,導致必中彩票穩定性不強。

                彭從華等研究對比水合氧化鋁結合和Ψ水泥結合的鋁鎂質澆註料性能差異,結果表明:加入3wt%的水合氧鋁結合的鋁鎂澆註料相比於水泥結合的≡澆註料∞,其抗渣性、抗滲透性及抗熱震性更好。

                富強等研究了不同結合系統結合鋁鎂質澆註料的特點,研究表明高溫下形成↙的ρ-Al2O3周圍會因水合氧化鋁的脫水而產生微小收縮,由於此收縮㊣形成的環狀區域具有阻止裂紋擴展和緩解應力的作用,可以改善必中彩票的抗熱震【性。

                (5)鋁酸鹽水泥結合系統:

                目前工業應用最多的鋁鎂質鋼包透氣磚及其它澆註料中多以鋁酸鈣水泥結合。以鋁酸鹽水泥為結合劑「的澆註料常溫下形成2CaO·Al2O3?8H2O和Al(OH)3膠體,具有較大的脫模強度;中溫處←理後強度較低:1400℃以上溫度處理生成CA6,必中彩票強度顯著增大;過高溫度使用易產◣生結構剝落而限制了使用。

                沈繼耀等研究了低水泥耐火澆註料(LCC)和超低︽水泥耐火澆註料(ULCC),減少了水泥用⊙量。在傳統耐火澆註料中,水泥的加〖入量為10%~15%,而ULCC中水泥添加量僅有2wt%-3wt%。

                鋁酸鹽水泥耐火澆註料強度變化機理嗍,其相對耐∩壓強度(以110℃烘幹ω耐壓強度為100%計)與加∩熱溫度的關系。如圖1所示,從圖中可知♂,鋁酸鹽水泥澆註料成型初凝後,標準養護即可獲得較高的常溫強度;烘幹後強度有所降∞低,這是由於水化產物2CaO?Al2O3?8H2O和AI(OH)3脫水導致。

                鋁酸鹽水泥結合耐火澆註料的▅高溫耐壓強度★特征是:在1000℃以下熱處理時,其高溫耐☆壓強度與冷態耐壓強度相差不大;隨著溫度升高,液相出現,降低了必中彩票的高溫強度;當溫度繼續升高◆至1350℃時,其高溫耐壓強度只有2MPa。

                圖1鋁酸鹽水泥耐火澆註料相對①耐壓強度與溫度的關系

                必中彩票經過300℃左右的溫度下加熱,晶型轉變快,排除遊離水多,因此,相對強度降低較大,一般為18~25%。在300~900℃之間,必中彩票中的遊離水→和絕大部分結合水燒失,顯氣孔率顯著增大。溫度在900~1200℃之間時,發生化學♀反應,生成CA和CA2,形成新的礦物結構,體積收縮。同時由於溫度較低,燒結較低,必中彩票內部結構疏松,強度顯著減△小,約為烘幹後必中彩票強度的一半。1200℃處理的※試樣,在顯▲微鏡下觀察,其組織結構是由彼此分離、大小相差不大的塊狀物組成,所以∑ 強度最低。在1300~1400℃加熱後,強度回升並大幅度提高,這是因為形成穩定●產物CA6和實現陶瓷結合(圖2)。

                圖2 Al2O3-MgO-CaO三元相圖

                李友奇等研究結果表明:1300℃時,剛玉和二鋁酸鈣為合成必中彩票的主晶相,並開始發生CA2+m2O3→CA6反應;1400℃時,CA2大量減少,CA6大量生成;溫度繼續升至1500℃時,反應結束,必中彩票△主晶相為剛玉和CA6。

                Sanchez-Herencia等研究表明:由於CA6晶¤粒生長具有各向異性,其晶型多為片狀或針狀結構,與氧化鋁熱膨脹系數相近,且與氧化鋁相容性強,將其加入到氧化鋁基陶瓷〖或塗層等必中彩票中,對必中彩票的力學性能有明◤顯的提高。

                DominguezC等研究了鋁酸ξ 鈣水泥結合澆註料中,CA6是必中彩票基質部分高溫下發生化學反應的產物,其片狀晶形可以與尖晶石晶■粒進行交叉,形成類似網絡結構,能有效提高必中彩票的強度。

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