低水泥耐火浇注料系指铝硅质、硅质等品种的低水泥耐火浇注料,目前应用最多最广泛的就是铝硅质低水泥浇注料。
一、 低水泥浇注料的配制原则
选择合理的颗粒级配、超微粉和外加剂品种及其用量。
选择煅烧好的高铝矾土熟料和粉料,耐火骨料最大的颗粒,可以根据施工体的厚度而定,一般不超过10mm,配料时选择三级或四级级配,以达到最大的堆积密度。耐火骨料的用量一般为68%-72%。
耐火粉料一般常用一级矾土或特级高铝矾土熟料作原料,粉末后进行除铁处理,其细度一般为200目 和325目,可以把两种目数的矾土细粉混合使用,有时也会掺入高档的刚玉粉、棕刚玉粉,以提高耐火浇注料的基质性能;一般来讲,细粉质量要比骨料的质量高一档次,以便提高浇注料的整体性能。耐火粉料一般使用量15%-25%。
耐火超微粉一般采用活性硅微粉、氧化铝微粉等,超微粉的作用主要是填充,添加超微粉使得浇注料的拌合水量降低,,成型体中的水排出后,留下的孔隙也较少,浇注体的气孔率下降;其用量一般是2%-12%。耐火粉料和超微粉合计用量一般是28%-32%。
在低水泥浇注料中,采用的外加剂,主要是高效减水剂和分散剂,其品种一般包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸盐等
二、 低水泥浇注料的硬化机理
低水泥耐火浇注料的凝结硬化机理,是水合结合和凝聚结合共同作用的结果。
铝酸盐水泥的硬化机理是指具有水硬性的铝酸钙矿物与水发生化学反应而实现凝结硬化的过程。它与水泥的矿物组成、含量、养护制度有密切关系,同时也是影响铝酸盐水泥耐火浇注料常温强度的重要因素。铝酸盐水泥中的钙离子配位数比正常的少,且不规则,有空洞。具有空洞结构的铝酸钙水泥就 具有了水硬性。当水泥遇水后,水泥颗粒周围开始形成绒毛状的铝胶,同时水或氢氧根离子进入铝酸钙矿物结构中,生成水化铝酸钙。由于铝胶包裹水泥颗粒和针状或板状水化铝酸钙交错生长与互相联结,致使水泥硬化而获得强度。
凝聚结合是由于活性硅灰遇水后形成胶体粒子,当有分散剂存在时,与加入的分散剂缓慢解离后的离子相遇,因二者表面电荷相反,即胶粒表面吸附了反离子而使ξ电位下降,粒子表面形成双电层的重叠而产生静电斥力,即克服了质点间的范德华力,降低了界面能,(换句话说颗粒间的阻力大于颗粒之间的吸引力,所以处于分散流动状态)防止了粒子之间的吸附絮凝;同时粒子周围吸附了分散剂而形成溶媒层,因此也增大了浇注料的流动性。
三、 影响低水泥浇注料性能的 因素
低水泥耐火浇注料的配制工艺要求较严,因此影响性能的因素较多。主要有以下影响因素:
1、耐火骨粉料,耐火骨料质量的优势,直接影响其性能。因为良好的骨料,其气孔率低,吸水率小,所以浇注料需水量少,性能便可提高。因此配置浇注料时,鹰选择烧结良好、结构致密的耐火原料作耐火骨料和粉料,必要时进行除铁和拣选,绝对不可用欠烧或混入有害杂质的原料作骨粉料。
2、超微粉
超微粉对低水泥耐火浇注料的影响直接决定了低水泥浇注料性能的支柱,换句话说,没有超微粉,就没有低水泥浇注料。因此超微粉的选择要求 要具有良好的分散性和填充性,以及杂质含量和PH值,同时注意其良好的施工性能。
3、结合剂水泥
铝酸盐水泥品种较多,采用不同类品质配制的浇注料性能也有所区别,同种情况下,采用CA-70水泥优于CA-50水泥配制的低水泥浇注料,但成本略高。根据需要可以混用。
4、加水量
在保证拌和量和易性的前提下,其用水量越少越好。这样浇注体硬化后,气孔少,总孔隙率降低,组织结构致密,烧后线变化小,强度提高。
5、防爆剂和烘烤制度
由于低水泥浇注料的特点是低气孔、致密和高强等,这对使用是有利的。但是气孔被超微粉堵塞,透气性较差,在烘烤过程中,水蒸气难于顺畅的排除,易造成衬体的剥落或炸裂;因此,必须根据其品种,施工体厚度及部位,合理的制定的烘烤制度;同时,也可在耐火浇注料中加入防爆剂如金属铝粉、乳酸铝、和有机纤维等,以方便水蒸气能畅通的排除。
因此通过注意以上因素,应该可以获得较好流动性的高强低水泥防爆浇注料。