耐火浇注料常用的添加剂和结合剂有哪些?

2021-09-13 17:29:57 sunfei 264

         添加剂也称为外加剂,通常在耐火材料中起到调节相组成、微观结构和提高性能的作用。使用不同分类方法的添加剂可分为以下几种类型:


         按化学成分可分为有机添加剂和无机添加剂。


         (1)无机添加剂所含的种类有无机盐类、矿物质类、无机电解质类、氧化物类和氢氧化物类。


         (2)有机添加剂一般为表面活性剂。表面活性剂,即减水剂,包括离子(阴离子、阳离子)、聚合物减水剂和有机酸减水剂。


         根据外加剂的作用和功效,可分为以下几类。


         (1)用于提高浇注料浆和易性的添加剂。一般包括絮凝剂、抗絮凝剂、增塑剂和减水剂(分散剂)。


         (2)能改变凝固和硬化速度的添加剂。一般含有促凝剂和缓凝剂,促凝剂有快效和慢效两种。


         (3)能改变内部组织结构的添加剂。例如,引气剂、消泡剂等。


         (4)能提高施工性能的添加剂。常见的有保水剂、防沉剂和防腐剂等。


         1、减水剂


         水泥水化产物的不同电荷和细粉之间的范德华力等诸多原因可能导致浇注料中的小颗粒出现絮凝结构,即细小颗粒包裹游离水而引起浇注料的需求因为水增加了。一般来说,粒径越小,能包裹的水量越大,越容易絮凝,导致浆料的需水量增加。减水剂的主要作用是通过电保护(静电排斥)和空间保护(水化膜)的作用破坏浇注料中的絮凝结构,使包裹在结构中的游离水得以释放,从而显着减少浇注料 对水的需求。


         在浇注料的施工过程中,需要在初期加入分散剂才能达到减水效果,但在减少用水量的同时,不能通过结块硬化影响初始强度。因此,减水剂的种类和用量必须结合实际情况。李子等探讨了分散剂的不同种类和添加量对刚玉浇注料性能的影响,最终探讨了不同种类的添加剂有不同的最佳添加量。


         2. 加速器和缓速器


         凝固剂的作用是加速浇注料的凝固和硬化,减少凝固和硬化所需的时间。如果加入后没有立即体现加速效果,而是需要一段时间才能产生加速效果,则称为延迟加速剂。缓凝剂的作用是使浇注料的凝结硬化过程更长。加速器和缓速器都属于设定调节器,但它们是不同的类型。在浇注料中,凝固调节剂通常作用于粘合剂。因此,不同类型和组合的粘合剂需要对应不同的设置调节器才能达到最佳效果。


         水泥粘结是刚玉浇注料最常用的粘结方法,因此用于水化粘结的凝结改性剂很多。常见的促进剂有锂盐、Ca(OH)2、Na2CO3、K2CO3、Na2SiO3等。常见的缓凝剂包括柠檬酸和柠檬酸盐、磷酸和磷酸盐、醋酸、羧酸盐、Mg(OH)2、Ba(OH)2、NaSO4、NaCl、淀粉、糖、海水等。


         外加剂对耐火浇注料混凝缓凝的影响非常复杂,还有很多地方没有深入研究。它与外加剂的结构和性能、水泥的成分、水化条件等因素有关。在应用中,只有根据实际情况才合理。只有选择最好的条件,才能获得更好的施工条件。

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         3.矿化剂


         在浇注料中,常加入少量的添加剂,以达到烧结和提高制品某些性能的目的。矿化剂通常用于控制物质的形成或反应。 TiO2 是一种常用于合成镁铝尖晶石的矿化剂。以往的研究结果表明,对于铝镁浇注料,TiO2的加入有利于烧结和CA6的形成。也有将其添加到刚玉浇注料中的研究报告。例如,当添加d对铝酸钙水泥结合刚玉浇注料,MgCl2能促进CA6的形成,MgCl2分解产生的空隙为CA6的生长提供了足够的空间,以减少生产过程中的膨胀,使其晶粒更大,并且体积稳定性更强。吴冉等人在刚玉浇注料中加入CaCO3,发现烧成后试样中产生的CA6较大,晶粒也较大,但烧结过程中的膨胀导致浇注料表观气孔率增加和强度的下降。 .添加0.5wt%的MgCO3可使刚玉浇注料中的β-Al2O3相更加稳定,并能促进板状结构的形成,使浇注料具有较好的高温强度。


         水化结合、化学结合、内聚结合、胶粘结合和高温液相结合都是刚玉基浇注料中常见的结合类型,每种结合类型对应一种结合机制。


         水合键合是一种常见的键合类型。在水的存在下,粘合剂中的水合相可以在室温下与水发生放热反应,形成不同的水合产物,同时冷凝和硬化以获得强度。


         常见的此类结合剂有ρ-Al2O3、铝酸盐水泥等。


         磷酸盐、水玻璃和其他结合剂通过化学反应与被结合材料或外加剂(如混凝剂)结合形成结合相。这种类型的粘合剂是化学粘合剂。磷酸结合刚玉浇注料具有强度高、耐磨性好、荷重软化温度高、抗渣侵蚀性能优良等优点,广泛用于热风炉。在固体磷酸铝结合刚玉浇注料中加入MgO作为硬化剂,可缩短硬化时间,优化施工性能。


         添加絮凝剂或调节pH值,使固体小颗粒-水体系悬浮液中的颗粒团聚形成结合体,称为团聚结合。最常见的内聚粘结是硅溶胶粘结剂,此外各种胶体粘结剂和悬浮粘结剂也属于此类粘结。以硅溶胶为结合剂的刚玉浇注料经1100℃煅烧后,其强度是由于刚玉浇注料与铝酸钙水泥结合,能抵抗温度突变、钢水和炉渣的冲刷,以及较高的中等强度。 - 温度强度。曾伟等。在与刚玉浇注料结合的硅溶胶中加入有机酸,发现可以提高分散稳定性,优化浇注料的物理性能。硅溶胶中的纳米SiO2颗粒填充在颗粒间减小间隙尺寸,在高温下出现液相,使裂纹尖端应力释放,样品承受应力和温度的能力突然的变化得到了显着的优化。


         胶粘剂是在低温下通过物理或化学作用将固体结合在一起而形成的一种结合。包括物理吸附(范德华力)、化学吸附、通过粘结剂的渗透和扩散在颗粒表面形成的薄膜的结合,以及粘结剂与颗粒界面处的双电层的结合。粒子在静电作用下相互吸引。 .


         高温液相键合通常也称为陶瓷键合。常用的有硼酸酐或硼酸作为刚玉耐火材料的结合剂。低温时B2O3形成液相结合刚玉材料,高温时生成高熔点的9Al2O3·2B2O3,从而产生结合作用。常见的陶瓷组合也是赛隆组合。这种组合制备的刚玉砖在耐碱金属腐蚀、强度、抗热震和抗氧化等方面具有很大的优势。常用于高炉炉衬。中间。在制备过程中加入少量烧结助剂,可使赛隆与浇注料有适当的线性变化,可应用于透气砖。