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耐火材料知識
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無鈣硅磚常用的結合劑
你知道嗎?無鈣硅磚主要由耐火骨料、耐火粉料、結合劑、外加劑等原材料共同組成。而常用的結合劑主要可以分為四大類,其結合機理都有所不同。下面就跟隨小編一起來了解下吧!
一、鋁酸鈣水泥
鋁酸鈣水泥是以一鋁酸鈣或二鋁酸鈣為主要礦物成分的水泥。它是以天然礬土或工業氧化鋁與碳酸鈣按一定比例配合,經煅燒或電熔而制成的,也有用鐵礬土與石灰石配合經熔融而制成。主要用于耐火澆注料、噴射料的結合劑。中低檔耐火澆注料用普通鋁酸鈣水泥,高檔耐火材料(剛玉、莫來石、鉻剛玉、剛玉尖晶石)用純鋁酸鈣水泥。
二、磷酸及磷酸鹽
磷酸鹽結合為熱硬性結合。一般情況下,如不加水泥等促硬劑,需要在升溫條件下磷酸才能和無鈣硅磚發生反應形成化學結合。
受熱后,磷酸鹽結合相發生十分復雜的化學變化,具體情況視溫度的高低、結合劑的原始成分以及耐火材料的成分、活性而變。例如,磷酸和工業氧化鋁混合后,經過1200℃的熱處理,形成磷鋁石AIPO4.2H2O;經過200℃的熱處理,結合相仍為磷鋁礦;經過350℃的熱處理,形成磷鋁礦AIPO4;經過500℃以上的熱處理后,才開始形成磷石英和方石英期的AIPO4。
一般情況下,磷酸鋁結合相需要經過500℃以上的熱處理才能在大氣中長期保持穩定。因為,無水磷酸鋁AIPO4有多種晶型,除磷石英型、方石英型、磷鋁礦型外,還有A、B、C、D、E等介穩晶體。其中,A、B、C、D、E等介穩磷酸鋁都會吸潮軟化。如果熱處理溫度不夠,又沒有足夠的促凝物質,磷酸鹽結合耐火材料的性能和壽命將受到影響。
磷酸用于磷酸結合耐火磚、澆注料、火泥中;磷酸鋁用于酸性、中性耐材;六偏磷酸鈉可用于堿性耐火材料結合劑。
三、水玻璃
水玻璃俗稱“泡花堿”“硅酸鈉”,是一種高度復雜的分散體系。水玻璃可以采用加熱硬化,也可以添加促硬劑使其發生化學固化。硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,硅酸鈉在以水為分散劑的體系中為無色、略帶色的透明或半透明粘稠狀液體。固體硅酸鈉為無色、略帶色的透明或半透明玻璃塊狀體。形態分為液體、固體、水淬三種。理論上稱這類物質為“膠體”。水玻璃俗稱硅酸鈉,主要成分是硅。普通硅酸鈉為略帶淺藍色塊狀或顆粒狀固體,高溫高壓溶解后是略帶色的透明或半透明粘稠液體。硅酸鹽結合劑作為無鈣硅磚結合劑的主要品種為含堿金屬硅酸鹽,即通稱水玻璃。
水玻璃在耐火材料中應用廣泛,酸性(硅質、蠟石質)、中性(粘土、高鋁)、堿性(鎂質、鎂鉻、鎂鋁),定型、不定型均可使用;
四、硅溶膠
硅溶膠是無鈣硅磚的結合劑。對于定型耐火材料,硅溶膠結合劑起到提高胚體強度、降低燒結溫度和拓寬燒結范圍的作用。對于不定形耐火材料,硅溶膠起助結合劑的作用,正確調配硅溶膠和化學外加劑可以在不影響凝結、固化速率,不降低干燥強度的前提下,通過大幅減少水泥摻里獲得顯著提高耐火材料高溫性能的效果。比如,配置超低水泥耐火澆注料。