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各种浇注料——铝酸钙水泥浇注料

发表时间:2024-07-10 访问量:2465

用浇注方法施工,无需加热处理就能硬化的不定形耐火材料。一般在使用现场以浇注,震动或捣固的方法浇注成型,也可以制成预制件使用。

浇注料气孔率分为致密浇注料(采用致密骨料)和气孔率大于 45%的隔热耐火浇注料。

按结合剂分为:水硬性结合浇注料(主要是各种水泥);化学结合浇注料(主要有水玻璃,硫酸铝,磷酸盐,一般通过加入促硬剂进行化学反应而硬化);凝聚结合浇注料(主要有黏土结合,经烧结作用而硬化)。

按骨料分:黏土质,高铝质,硅质,碱性骨料(镁砂,白云石等),特殊骨料(有碳质,碳化物,尖晶石,锆英石,氮化物等)和隔热骨料(多孔骨料)。实际使用还采用某些混合料,就几种常用的浇注料介绍如下:

一铝酸钙水泥浇注料

以铝酸钙水泥为结合剂,以黏土熟料或高铝熟料,刚玉料,莫来石料等为骨料和粉料,按一定配合比加水搅拌,振动成型并经潮湿养护后而成的。按结合剂种类划分如下:

(1)矾土水泥浇注料:由于矾土水泥以CA为主,在常温下凝结硬化速度较快。水化初期(10h内)放热量较大,约为总水化热的80%,故在夏季养护过程,必须随时喷水冷却,冬季要用湿麻袋或塑料薄膜覆盖,以便使浇好制品或衬体表面潮湿。矾土水泥浇注料成型后一般经过1~3b就可以达到初凝,6~8h达到终凝,强度增长较快,养护 1d可达到极限强度 75%左右,3d可达85%~95%,7d后基本达到极限强度。几种矾土水泥结合浇注料的理化性能。

(2)铝-60水泥浇注料:由于铝-60 水泥以CA2矿物为主,约占60%,所以凝结硬化速度略慢于矾土水泥,放出的水化热也不如矾土水泥集中,一般在7d之内逐渐放完。在铝-60水泥中先依靠CA水化放出的水化热促进CA2水化,因此要加快硬化速度,可采用蒸汽进行养护,蒸汽养护后的水化物为C3AH6,这样养护后的烘干强度虽然不如常温养护后的烘干强度,但不存在CAH10和C2AH8转化为C3AH6造成强度下降的问题,强度损失小。CA2水化时有一定量的铝胶(Al₂O₃·aq)生成,形成水化物晶体——凝胶体混合胶结物,可减轻水化物晶体转化时引起的结构破坏。

铝-60 水泥浇注料的强度发展速度比矾土水泥浇注料慢,一般要7d接近极限强度为 50MPa左右,中温强度下降幅度也小些。而铝-60 水泥 CaO含量比矾土水泥低些,高温下生成的C2AS或CAS2低熔物相也要少些,故使用温度比同材质的矾土水泥浇注料要高些。

(3)低钙铝酸盐水泥浇注料:因为低钙铝酸盐水泥的主要矿物是几乎不含 CA。因此用这种水泥做结合剂的浇注料,在常温下养护时强度增长很慢,养护早期强度低,约28d才能达到更高强度。一般养护 1d的强度仅为极限强度的15%~17%,3d为35%~40%,7d为50%~60%,21d为85%~90%,到28d耐压强度达50~70MPa。为加速硬化速度,通常采用80~100℃水蒸气养护,16~24h就可以达到更高强度,但要比常温下长期养护的强度低些,但热处理后的强度下降率要比常温下养护的小些。这是因为蒸汽养护生成的水化物是C3AH6,而不是CAH10和C2AH8,所以低钙铝酸盐水泥浇注料的热态强度比矾土水泥或铝-60 水泥浇注料高些。

(4)纯铝酸钙水泥浇注料:由于主要化学成分为Al₂O₃和CaO,杂质含量很少,因此选用的骨料和粉料应该是耐火性能高的耐火原料,通常是特级矾土熟料,电熔或烧结刚玉,高纯合成莫来石,镁铝尖晶石,铬刚玉,铝铬渣等。一般是耐火骨料60%~70%,粉料15%~20%,纯铝酸钙水泥10%~20%,加水量8%~10%,掺加少量减水剂,以便减少用水量,改善流动性,提高致密度。

纯铝酸钙水泥矿物组成主要是CA2和少量CA。也有一种电熔纯铝酸钙水泥,主要矿物为CA和少量C12A7以及少量α-Al₂O₃掺和料。前者初凝时间 1h左右,终凝6~8h,而后一种初凝为15~30min,终凝4h之内,这种水泥一般需要加缓凝剂方可使用。

铝酸钙水泥浇注料的使用温度取决于水泥类型和采用的骨料及粉料的耐火性能。用普通铝酸钙水泥,以黏土熟料为骨料和粉料的浇注料,使用温度为1300~1450℃;以2~3级高铝熟料为骨料和粉料的浇注料使用温度为1400~1500℃,以一级高铝熟料为骨料和粉料的浇注料使用温度为1450~1550℃。为了提高使用温度,每种浇注料中的基质(粉料)可用高一级的材料取代,如黏土质浇注料的粉料可用二级或一级,特级高铝熟料取代等。

纯铝酸钙水泥浇注料的物理化学性能指标较高,更高使用温度可达1700~1800℃。



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