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低水泥浇注料的配比

发布时间:2020/10/28 技术知识 标签:轻质保温砖浏览次数:58

低水泥耐火浇注料是近年来应用非常广泛的不定形耐火材料,主要有硅酸铝质、镁质和硅质等品种,其中开发最早、基础研究工作最深和应用最多的是硅酸铝质低水泥耐火浇注料。低水泥耐火浇注料的强度,比铝酸盐水泥耐火浇注料有非常大的提高,这是由多种因素造成的,其中超微粉的掺加与高效外加剂的巧妙使用,是起重要作用的。

低水泥耐火浇注料的配制工艺要求较严,因此影响性能的因素较多。低水泥耐火浇注料的配制原则,是合理选择颗粒级配、超微粉和外加剂品种及其用量。也就是说,超微粉、铝酸盐水泥和外加剂、耐火骨料、水用量,这些都是影响其性能的重要因素。
配制原则
耐火骨料和粉料系用煅烧良好的黏土熟料和高铝矾土熟料制作。耐火骨料的最大粒径,根据工程衬体的厚度而定,一般为10mm。其颗粒级配:10~5mm,30%~40%;5~3mm,20%~30%;3~0.15mm,30%~40%。一般来说,配制低水泥耐火浇注料时,较少用统料,而是用三级级配或四级级配,以达到最大的堆积密度。耐火骨料用量为68%~72%。
耐火粉料一般用二级、一级或特级高铝矾土熟料作原料,粉磨后应进行除铁处理,其细度<0.09mm或<0.044mm的应≥90%。配制时,可单独用,也可按比例配合使用。有时还掺加同样细度的氧化铝粉、白刚玉粉或棕刚玉粉等高档材料,以提高低水泥耐火浇注料的基质性能。耐火粉料用量为耐火砖价格18%~25%。其中如掺高档材料,用量为5%~10%。
耐火超微粉品种较多,国内外普遍采用活性SiO₂粉(即硅灰),还用α-Al₂O₃粉、Cr₂O₃粉和SiC粉等。其用量为2%~12%。
耐火粉料和超微粉的合计用量为28%~32%。应当指出,低水泥耐废旧耐火砖收购火浇注料的品种不同,超微粉用量也不同,均有相应的最佳用量,需经试验确定。经验的最佳用量为4%~10%。
在低水泥耐火浇注料中,采用的外加剂,主要是高效减水剂和分散剂,其品种有NNO、MF、NF、JN、SM,腐殖酸、柠檬酸和酒石酸等及其盐类,三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和硼酸等,用量一般为0.03%~1.0%。选用外加剂时,应与超微粉配伍,同时应考虑材料的来耐火砖t3源、使用方便及其成本。一般来说,有机外加剂的减水和分散效果,优于无机外加剂。另外,还掺加膨胀剂,如蓝晶石和硅线石等,以使低水泥耐火浇注料高温下呈微膨胀状态。
在熟知这些配制基本原则后,即能配成多品种的低水泥耐火浇注料。例如,用8~0mm的一级矾土熟料骨料70%,同级矾土熟料粉20%,625号CA-50水泥5%,硅灰5%,三聚磷酸钠0.2%和水6.5%配成的浇注料,烘干耐压强度20MPa,1450℃烧后耐压强度和线收缩分别为72MPa和0.01%;上述配合比中,可用酒石酸0.03%和硼砂0.05%或用腐殖酸钠0.3%,同样能配制成较好的低水泥耐火浇注料。水用量一般不大于7%,越少越好。
影响因素
(一)超微粉

超微粉对低水泥耐火浇注料的作用,是决定低水泥系列耐火浇注料性能的支柱,也可毫不夸张地说,没有超微粉,就没有低水泥系列耐火浇注料。

SiO₂超微粉

在低水泥耐火浇注料中,超微粉主要起分散促进剂和结构密实剂的作用。前者使水泥颗粒高度分散而不絮凝,后者使组织结构微孔得到充分填实而提高强度。超微粉种类有SiO₂、α-Al₂O₃、Ca₂O₃、ZrO₂和MgO等。SiO₂超微粉的比表面积为20m²/g左右,其粒耐火砖发那科机器人径约为水泥颗粒的1/100,因此具有良好的分散性和填充性。随着SiO₂超微粉用量的增加,强度提高,耐火度降低,适宜的用量为≥3%。

(二)铝酸盐水泥

铝酸盐水泥品种醴陵市耐火砖较多,品种不同,配制的低水泥耐火浇注料性能也有所区别。例如,在配合比和工艺条件基本相同时,CA-50水泥和CA-70水泥用量均为5%,其烘干、800℃和1100℃烧后耐压强度,前者分别为45MPa、51MPa和59MPa,后者相应的为65、70和74MPa。这说明,采用CA-70水泥配制的低水泥耐火浇注料性能,优于CA-50水泥配制的低水泥浇注料性能,但成本略有提高。

水泥用量对低水泥浇注料强度的影响。浇注料的基本配合比不变,保持耐火粉料和水泥的用量为常数。水泥的最低用量,应保证有足够的常温强度,以满足低水泥耐火浇注料的拆模或吊运的技术要求。该浇注料的常温耐压强度分别为15MPa和22MPa。从图中看出,在1100℃之前,水泥用量多,烧后耐压强度高,在1400℃和1500℃时,二者基本相似,水泥用量少的略高些。

(三)耐火骨料

在配制低水泥系列耐火浇注料时,耐火骨料一般不用破碎后的统料,而是采用多级颗粒级配。耐火骨料的品种不同,配制的低水泥浇注料性能也不同,详见表1。从表中看出,耐火骨料品种不同,其浇注料的烘干耐压强度也不同,即耐火骨料质量的优劣,直接影响其性能。因为良好的骨碎,其气孔率低,吸水率小,所以浇注料需水量也少,性能便可提高。

 骨料品种和质量对浇注料的影响

在配制低水泥系列耐火浇注料时,应选择烧结良好、结构致密的耐火原料作耐火骨料和粉料,必要时应进行除铁和拣选,绝对不可用欠烧或混入有害杂质的原料作骨粉料。

(四)水用量

低水泥系列耐火浇注料的水用量,与其他耐火浇注料一样,也是在保证拌和料和易性的前提下,其水用量越少越好。这样,浇注料成型体硬化后,气孔少,总孔隙量降低,组织结构致密,烧后线变化小,强度提高。

水用量对浇注料性能的影响

水用量对浇注料性能的影响。随着低水泥耐火浇注料水用量的增加,其强度降低,显气孔率增大。

最新研究结果证明,低水量不但能使低水泥耐火浇注料的总孔隙量降低,而且能加速铝酸盐水泥的早期水合作用,使水化物含有较少的结合水,同时单位胶结能力有所增强,因此有助于提高其常温、烘干和中温强度。

应当指出,低水泥系列耐火浇注料的特点是低气孔、致密和高强等,这对使用是十分有利的。但是,其气孔被超微粉填塞,透气度较差,在烘烤和加热过程中,水蒸气难以顺畅的排除,易造成衬体的剥落或炸裂,这是美中不足。因此,该类耐火浇注料的烘炉,至关重要,必须根据其品种、施工体的厚度及其部位,合理的制定烘烤制度。同时,也可在耐火浇注料中掺加防爆剂,如金属铝粉、乳酸铝和有机纤维等,以便使水蒸气能畅通的排除。

低水泥耐火浇注料中含有超微粉和外加剂,且搭配合理、巧妙使用,因此性能优良。但是,受环境和作业等因素的影响,其质量和作业性易发生时效变化,即瞬时凝结、流动性降低或硬化延迟等。

低水泥耐火浇注料发生时效变中国耐火砖化的原因是多方面的。SiO₂超微粉用量过大或分散剂品种不适,易发生时效变化或使时效加剧;耐火浇注料贮运过程中受潮或淋水,是其发生时效变化的主要原因。因此,低水泥耐火浇注料的配合比,应精心设计,采用密封包装,贮运时严禁受潮,同时用强制式搅拌机混料,拌和料应及时用完,这样就可防止其发生时效变化。

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