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【防爆纤维】有机结合耐火材料浇注料

文章出处:责任编辑:防爆纤维人气:-发表时间:2017-07-25 18:00【

浇注料是不定形耐火材料的主要品种,是一种不经煅烧、不经成形,加水搅拌后具有较好流动性的新型耐火材料。同传统的耐火制品相比,浇注料具有如下基本特征:
(1)易于锚固,可有效防止墙体凸出;
(2)施工方便,劳动强度低,砌筑效率高,可实现施工的机械化;
(3)交货时间短,可相应减少库存量和费用。
浇注料由耐火骨料、耐火粉料、结合剂组成。早期的研究对其作用有比较清楚的认识,但均建立在传统浇注料基础之上。
 
国外对于高性能浇注料的研究相对较早,其高温性能已达到或超过了定形的制品。随着耐火浇注料的不断发展,已经成为耐火材料的主要产品,必将取代更
多的定型产品而使用于各种窑炉。
 
国内对于高性能浇注料的研究起步较晚,目前多集中在提高 A12O3-Si O2-Ca O三元系统浇注料的性能上,主要方法是降低水泥的含量。因为水泥含量高时,水泥中的 Ca O 在高温下易和 A12O3、Si O2反应生成低熔点相而使材料性能下降。但Ca O 含量太少时,则施工风险又会加大,不能保证材料施工后的早期强度。文献研究表明,就 A12O3-Si O2-Ca O 系浇注料而言,形成莫来石结合相才会有高的热态抗折强度,Ca O 或者铝酸钙水泥在这个体系应尽可能降低。上世纪 70 年代末至 80 年代初,国外开始了低水泥、低水分的浇注料的开发基本原理是部分地用超细粉代替水泥。起初使用优质生粘土,即粘土结合浇注料,该浇注料的水泥用量一般≤4%,水用量≤11%。该浇注料曾经大量使用于加热炉或其它低温窑炉。为了避免开裂或剥落,需要用大量的时间来干燥这些浇注料,这给实际应用带来诸多不便。当减少或不用结合粘土并用超微粉技术和高效外加剂时,即可配成低水泥耐火浇注料。因此认为,低水泥耐火浇注料是在粘土结合浇注料的基础上发展起来的,其性能则优于粘土结合浇注料,其中 Si O2、A12O3和Mg O 等超细粉都被用来制作低水泥浇注料(LCC)。由于 Si O2容易获得并且价格低廉(系硅铁合金、氧化锆等产品的除尘粉),大部分低水泥浇注料(LCC)都在使用 Si O2微粉。
 
在采用超微粉技术的同时,高效外加剂的使用和科学的颗粒级配调配使用,使浇注料的水泥用量降至 8%  以下、水用量降至 7%  以下,带入的 Ca O 量≤2.5%,其各项性能指标都有了较大的提高。
 
为了使低水泥浇注料(LCC)易于流动,加入的硅粉以极细的粒度(微米级)取代了部分水和水泥颗粒的结合,这样用水量减少,气孔率降低,密度和强度增加。另外,因水泥只是部分水化,在中温阶段没有强度的损失。另外,该类浇注料还有良好的触变性,即拌和料有一定的形态,稍加外力便开始流动,解除外力则保持己获得的形状,所以也有人称其为触变性耐火浇注料,自流浇注料也属于此范畴。
 
低水泥耐火浇注料根据其性能特点,可分为高技术耐火浇注料、高性能耐火浇注料、致密高强耐火浇注料、低气孔耐火浇注料和低水分耐火浇注料等;根据其用途,则可分为高炉出铁沟耐火浇注料、钢包耐火浇注料、加热炉低水泥浇注料、水泥回转窑浇注料等等;根据其材质品种,又分为硅酸铝质、莫来石质、刚玉和尖晶石质、Al2O3-Si C-C 质等低水泥耐火浇注料。
 
低水泥浇注料(LCC)中由于添加了硅微粉,它们的高温性能受到影响,在1400℃~1500℃,形成钙铝硅酸盐,所以这种浇注料的高温强度在 1500℃后显著降低。 提高高温强度的解决方案是开发超低水泥浇注料(ULCC)和无水泥浇注料。超低水泥浇注料(ULCC)的 Ca O 含量波动于 0.1%~0.05%之间,而无水泥浇注料则是利用硅镁凝胶作为结合剂来使用,该类型的浇注料后来被广泛应用于钢包的整体浇注。当然,这些新型的结合方法又导致了新的问题,如硬化时间延长,初始强度降低等,需要更加精细的技术来解决这些问题。
 
关于低水泥、无水泥系列浇注料的准确定义目前尚没有统一标准,美国材料试验学会根据耐火材料中的 Ca O 含量,初步进行了定义和分类 :

化学或有机结合等耐火浇注料,其 Ca O 含量也可能小于 0.2%,但不能称其为
无水泥耐火浇注料,应称为非水泥结合耐火浇注料。
 

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