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耐火材料中添加剂和结合剂是做什么用的?有哪些分类?

发布时间:2020/10/08 技术知识 标签:轻质保温砖浏览次数:120

    在耐火材料中会增加一些添加剂或者结合剂,主要是用来调节物相组成、显微结构和改善性能的作用。增加以后改变了原有的性能特点,才能适应不同方面的需求。

 
按照化学组成来分,可以分为有机添加剂和无机添加剂。

    (1)无机添加剂中含有的种类是无机盐、矿物、无机电解质、氧化物和氢氧化物。

    (2)有机添加剂一般为表面活性剂。表面活性剂也就是减水剂包括离子型(阴离子型、阳离子型)、高分子减水剂和有机酸减水剂。

根据外加剂的功能和功效,可以将其分类为下面几种。

    (1)用于改善浇注料浆料的作业能力的外加剂。一般包括絮凝剂、反絮凝剂、塑化剂和减水剂(分散剂)。

    (2)可以改变凝结、硬化速度的添加剂。一般包含促凝剂和缓凝剂,而促凝剂又包含快速和迟效两种。

    (3)可以改变内部组织结构的添加剂。例如引气剂、消泡剂等等。

    (4)可以改善施工性能的添加剂。常见的有保水剂、防沉剂和保存剂等等。

1、减水剂

    水泥水化产物所带的电荷不同以及细粉之间的范德华力等等许多原因都可能导致浇注料中的小粒子出现絮凝装结构,也就是细颗粒将游离水包裹起来,而导致浇注料对水的需求量增加。通常而言,粒径越小,可以包裹的水量越大,也越容易发生絮凝,导致浆料的需水量增加。减水剂的主要作用就是通过电保护(静电斥力)作用和空间保护(水化膜)作用破坏浇注料中的絮凝结构,这样结构中所包裹的游离水就能够得到释放,从而显著减少浇注料的对水的需求量。

    而在浇注料的施工过程中,初期需要加入分散剂达到减水作用,但是在减少用水量的同时,又不能影响其通过凝聚和硬化来获得初期强度。因此对于减水剂的种类和用量必须结合实际情况来进行。技术探究了不同种类和加入量的分散剂对刚玉浇注料性能的影响,最终探究出了不同种类的添加剂具有不同的最佳添加量

2、促凝剂和缓凝剂

    促凝剂的作用是加速浇注料的凝结和硬化,减少凝结、硬化所需的时间。如果在加入后加速效果并没有立刻体现出来,而是需要过一段时间后才有促凝的效果,则称为迟效促凝剂。缓凝剂的功效是使浇注料凝结、硬化的过程变长。促凝剂和缓凝剂都属于调凝剂,但它们是不同的类型。调凝剂在浇注料中,一般都是作用于结合剂的,因此不同种类和结合方式的结合剂需要对应于不同的调凝剂来达到最好的使用效果。

    水泥结合是刚玉浇注料最常见的结合方式,所以应用于水化结合的调凝剂也很多。常见的促凝剂包括锂盐、Ca(OH)2、Na2CO3、K2CO3、Na2SiO3等等。常见的缓凝剂包括柠檬酸及柠檬酸盐、磷酸及磷酸盐、醋酸、羧基羧酸盐、Mg(OH)2、Ba(OH)2、NaSO4、NaCl、淀粉、糖、海水等等。

    添加剂对浇注料的促凝和缓凝作用非常复杂,还有很多地方没有研究透彻,与添加剂的结构、性质,和水泥的组成、水化条件等多种因素有关,在应用中只有根据实际情况合理的选择才能够获得较好的施工条件。

3、矿化剂

    在浇注料中,常常采用加入很少量的添加剂能来达到烧结和改善制品某些性能的目的。矿化剂常常用于控制物质的形成或反应。TiO2是合成镁铝尖晶石时常用的矿化剂。以往的研究结果显示,对于铝镁质浇注料而言,添加TiO2有利于烧结以及CA6的生成。也有将其加入刚玉浇注料中的研究报道。例如,加入在铝酸钙水泥结合的刚玉浇注料中,MgCl2可以促进CA6的形成,且MgCl2分解产生的空隙为CA6的生长提供了充足的空间减少其生产过程中的膨胀,使其晶粒更大,且体积稳定性更强。吴然等人在刚玉浇注料中加入CaCO3,发现烧后试样中CA6的生成量较多,且晶粒较大,但其烧结过程中产生的膨胀导致浇注料显气孔率提高,强度变小。加入0.5wt%的MgCO3可以使得刚玉浇注料中的β-Al2O3相更加稳定,且能促进其形成板状结构,使得浇注料具有更好的高温强度。