耐火浇注料常用的高温结合剂

2021.12.7

常用高温浇注料粘结剂主要有铝酸钙水泥、水合氧化铝、硅溶胶、铝凝胶粉结合剂等。各种粘合剂的作用机理和使用荣盛耐材征不一致,可以通过选择不同的浇注料用高温结合剂,得到不同施工状态下的强度发展和高温性能浇注料,以满足不同工况条件的需要。

水合氧化铝
主要成分为ρ-Al2O3的水合氧化铝是一种结合体。α-Al2O3是一种具有高比表面和反应活性的铝氧化物,是一种水化性能良好的氧化铝变体,在使用中不会引入如CaO等杂质,工作温度高(>1700℃).高温机械性能优良,体积稳定,抗渣性好,在高温下能转化为α-Al2O3,可以改善浇注料的高温性能。

它的水化反应如下所示。α-Al2O3在水的作用下溶解并反应产生三水铝石和勃姆石凝胶。三水铝石水化过程中,荣盛耐材先形成了一层厚的氧化铝凝胶层,随后形成了水化产物。三水铝石晶彼此相连。胶体填充孔洞,减少胶体表面缺陷。而且这种结晶过程有利于在集料颗粒表面形成这样的结构,使接近颗粒附近的基底。从而得到坯体的强度。
铝酸钙水泥

在耐火浇注料中,铝酸钙水泥是应用为广泛的一种材料。普通铝酸钙水泥包括尖晶石,含铝酸钙水泥。它的使用荣盛耐材点是早期强度高,能在短时间(6~24h)内获得高强度,且施工性能可控,性能稳定、均匀。而水泥作为结合剂将CaO杂质引入耐火材料中。随著炼钢工艺的进步,耐火浇注料逐步向低水泥(CaO2.5%∶0.2%).超低水泥(CaO1.0%~0.2%).无水泥(CaO0.2%以下),尽量降低CaO含量,以降低其对高温性能的影响。

铝酸钙水泥是一种水硬结合剂,其水化过程是水泥与水接触后,水泥中矿物与水发生反应,伴随着物相的微观形貌和强度变化过程。水化是一种多阶段、多阶段、相互作用的过程。现在比较成熟的水化工艺原理是:当水泥与水混合时,Ca2+和Al(OH)4开始溶解,C2AH8,然后溶解饱和,开始结晶,形成亚稳态,CAH10.C2AH8,为了克服成核势垒,在水化产物析出沉淀前需经历一段诱导阶段。水化产物成核后结晶长大,形成闭锁网络,这种结构决定了水泥的凝结时间和强度。类似CAH10的产生时间为6~24小时,C2AH8类似,时间为24h。而CAH10.C2AH8在环境温度超过21℃时得到了稳定转化。无定形AH3在低温下可形成溶胶相,而在干燥时,AH3相会导致材料有爆裂的危险,因此一般在27℃以上养护,因此在30℃以上的养护制度是在30℃以上的环境中覆盖一层30℃下的AH3相。浇注料中的硅微粉末、活性氧化镁等物相对水化机理也有影响。水合产物形态多样,C2AH8、C2AH8、C3AH6、立方体形、AH3颗粒状、颗粒状CAH10有多种形态。

铝凝胶粉

铝凝胶粉是一种粉末状结合剂,其主要成分是氧化铝,杂质含量低,反应性强,可以用来配制无水泥浇注料,也可以用来配制超低水泥浇注料,还可以和少量的铝酸钙水泥配合使用。

当铝粉体与水接触时,能形成一种溶胶,填满颗粒之间,逐渐胶凝,彼此交连,提供强度。并能有效地充填气孔、减少加水量、减少气孔率、增加接触质点数,有利于提高固相反应的后续固相反应。由于铝粉的高活性,在较高的温度下更容易参与促进陶瓷相反应,从而促进烧结。

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