一个好的铝酸盐水泥耐火浇注料配方必须要注意这几个因素
作者:管理员    发布于:2019-04-20 11:27:04    文字:【】【】【

        铝酸盐水泥耐火浇注料的品种较多,配合比不同,性能各异,施工制作方法和养护制度也不同,但影响性能的因素,基本是类似的。

    一、水泥用量

        水泥是叫耐火浇注料的重要组成部分之一,是决定强度的重要材料,也影响其他性能。水泥品种及其用量的不同,对性能的影响也有差别。

        CA-50水泥高铝质耐火浇注料的水泥用量,对其性能影响见表1.耐火骨料和粉料均为二级矾土熟料,其骨料与粉料和水泥之比为70:30,外加水量10%。从表中看出,随着水泥用量的增加,常温耐压强度提高,1200℃烧后耐压强度比烘干耐压强度降低40~65%,耐火度和荷重软化温度不断降低,而烧后线收缩也随之增大。这是由于CA-50水泥杂质含量高,耐火度低,用量增加时,其浇注料加热过程中的液相量多,致使性能下降。因此,在保证常温强度的条件下,应尽量减少CA-50水泥用量,以提高耐火浇注料的高温性能。当减少水泥用量后,应适当增加耐火粉料,使水泥和粉料的合量能够充分地包裹住耐火骨料,并使耐火浇注料能够获得最大的密实度。常用水泥用量为10%~15%。

表1 CA-50水泥用量对浇注料性能的影响

        二、水用量

        铝酸盐水泥品种不同,配置的耐火浇注料也不同。同一种水泥,也能配置成多品种的耐火浇注料。在耐火浇注料配合比和工艺条件相同时,其水用量对耐火浇注料性能影响规律是基本相同的。先以CA-50水泥高铝质耐火浇注料为例,其水用量对浇注料性能的影响,如表2所示。耐火骨料和粉料均为二级矾土熟料,骨料为<15mm的统料70%,粉料和水泥各为15%。成型初凝后潮湿养护1d拆模,然后进行标准养护,然后检验各种性能。

        从表中看出,浇注料随着水用量的增加,各种性能普遍有较大的下降:常温耐压强度降低26%~35%,烘干耐压强度降低到19.1MPA,烧后耐压强度降低为40%,高温耐压强度降低57%左右;荷重软化温度由14001降至12501,烧后线变化由-0.38%降为-0.96%,显气孔率由19%增至23%,体积密度由2.29g/cm3降至2.17g/cm3。这就是说,配制铝酸盐水泥耐火浇注料时,水用量(或水灰比)的选用十分重要。当水用量多时,加热后,水分逸出,空隙增多,结构疏松,致使各种性能全面降低。因此,在保证其施工和易性的条件下,应尽量减少拌合物的水用量。在不掺减水剂的前提下,铝酸盐水泥耐火浇注料的适宜水用量为10%~13%。

表2 水用量对CA-50水泥耐火浇注料性能的影响

        应当指出,在耐火浇注料配合比和制作工艺基本相同时,其水用量有个最佳值,如表2中,水用量11%为最好,与其他水用量比,全面性能最优。所以,铝酸盐水泥耐火浇注料施工制作时,应先试拌合,选择最佳流动度,比较常温强度的大小,确定最佳的水用量,而后方可生产制作和施工。

    三、耐火粉料

        铝酸盐水泥耐火浇注料一般均掺加适宜的耐火粉料,其作用:1、减少水泥用量,能降低成本且提高使用温度;2、耐火粉料能起瘠化作用,高温下又能参与反应而形成耐高温矿物,提高耐火性能;3、耐火氧化物超微粉的掺加,能降低水用量,高温下形成耐高温矿物或增强烧结性,故能提高浇注料的性能。耐火粉料的品种、细度及其用量,是影响浇注料性能的重要因素。

        在CA-50水泥耐火浇注料配合比相同时,分别用二级矾土熟料和电熔刚玉作耐火粉料,后者比前者的荷重软化温度提高100~200℃,1600℃的烧后线变化由收缩转为膨胀,使用温度左右;α-Al2O3粉对电熔铝酸盐水泥耐火浇注料强度的影响,如图1所示。

图1  线1-纯熟料水泥 线2 掺α-Al2O3

        耐火粉料细度直接影响耐火浇注料的强度、体积密度和显气孔率等性能。一般来说,耐火粉料越细,耐火浇注料性能越好;当采用超微细粉代替部分耐火粉料是,其体积密度增加,显气孔率降低,强度显著提高。

        图2为粉料用量对浇注料性能的影响。耐火浇注料的水泥用量为14%。从图中看出,耐火粉料用量有个最佳值,即15~18%时,体积密度比较大,常温和1350℃烧后耐压强度较好。当耐火粉料用量少时,与水泥的合量,不足以包裹住耐火骨料,致使组织结构不紧密,所以性能降低;当耐火粉料用量多时,与水泥的合量,包裹耐火骨料有余,致使水用量增多,高温烧结收缩大,故性能也降低。

图2   1-体积密度 2-常温烧后耐压强度 3-1350℃烧后耐压强度

        四、耐火骨料

        耐火骨料是耐火浇注料的重要组分之一,其品种、品级、最大粒径及颗粒级配等,是影响性能的主要因素。

       耐火骨料品级、杂质含量和烧结优劣等,也影响其性能。例如,当用矾土熟料作耐火骨料时,随着Al2O3含量增加,即品级提高,浇注料的耐火度和荷重软化温度提高,烧后线变化减小;当该料欠烧或杂质含量多时,其耐火度和荷重软化温度降低,烧后线收缩大。因此,应根据铝酸盐水泥品种,选择烧结良好、纯度高的适宜耐火骨料,方可配成高性能的耐火浇注料。

表3

        表3为骨料颗粒级配对浇注料性能的影响。20%Al2O3含量的CA-60水泥作结合剂,拌合物流动度相同,即水用量不同。从表中看出,编号1和2的骨料颗粒级配较好,因此水用量少,体积密度大,显气孔率小,常温和烧后耐压强度较高;当细骨料较多时,如编号4,其颗粒表面面积增加,需要较多的水泥和粉料,方能包裹住骨料且骨料间不密实,致使水用量增多,耐火浇注料性能有所降低。

        耐火骨料颗粒级配一般是三级级配,两头大中间小,砂率0.45~0.55.配制优良的耐火浇注料,应采用多级级配;使用温度低且不重要的部位,耐火骨料允许用自然级配颗粒即统料。在生产耐火骨料统料时,也应控制大、中、小颗粒间的比例,防止过大的颗粒发生偏析,以便配制成质量好的耐火浇注料。

图3

        五、外加剂

        铝酸盐水泥耐火浇注料常用的外加剂,一般分为减水剂(塑化剂)、促凝剂和缓凝剂,另外还掺和烧结剂和膨胀剂。烧结剂有软质粘土、锂辉石、膨润土和金属硅等,目的是提高耐火浇注料的中温强度;膨胀剂有蓝晶石、硅线石和硅石等,在高温下产生膨胀以补偿浇注料的收缩,提高其使用性能;促凝剂有NaOH、Na2CO3含量、三乙醇胺、硅酸钠、锂盐和硅酸盐水泥等,一般在特殊情况下使用。例如,配制喷涂料时,采用CA-50水泥70%和硅酸盐水泥30%混合成符合结合剂,当料达到受喷面时能较快凝结硬化;缓凝剂有NaCKALCk硼酸、羧甲基纤维素、葡萄糖酸钠、异丙醇和木质素磺酸盐等,多数减水剂也有缓凝效应。

 

 
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