鋁酸鹽水泥耐火澆注料的一般配合比:耐火骨料62%~76%,耐火粉料14%~28%,水泥10%~24%,水7%~14%,外加劑適量。這也是耐火澆注料的通用配合比,在滿足施工和使用要求的前提下,應盡量減少水泥和水的用量。該類耐火澆注料的品種較多,性能也各有不同。但影響性能的因素,基本是一樣的,除配合比中所列各項外,施工制作方法和養護制度等,也是一個重要影響因素。
(1)水泥用量
水泥是耐火澆注料的重要組分之一,所決定強度的重要材料,也影響其他性能。水泥品種及其用量的不同,對性能的影響也有差別。
在配合比基本相同和不摻外加劑時,隨著水泥用量的增加,常溫耐壓強度提高,燒后耐壓強度和高溫耐壓強度降低,且燒后線變化由膨脹轉為收縮。因此,在保證常溫強度滿足要求的條件下,應盡量減少高鋁水泥用量,以提高耐火澆注料的高溫性能。當減少水泥用量后,應適當增加耐火粉料,使水泥和粉料的混合料能夠充分包裹耐火骨料,并使耐火澆注料能夠獲得{zd0}的密實度。常用水泥用量為10%~15%。
(2)水用量
鋁酸鹽水泥品種不同,配制的耐火澆注料也不同。同一種水泥,也能配制成多品種的耐火澆注料。在耐火澆注料配合比和工藝條件相同時,其水用量對耐火澆注料性能影響規律是基本相同的。配制鋁酸鹽水泥耐火澆注料時,水用量的選用十分重要。當水用量多時,加熱后,水分逸出,孔隙增多,結構疏松,致使各種性能全部降低。因此,在保證其施工和易性的條件下,應盡量減少拌和物的水用量。在不摻減水劑的前提下,鋁酸鹽水泥耐火澆注料的適宜水用量為10%~13%。鋁酸鹽水泥耐火澆注料施工時,應先試拌和,選擇{zj0}流動度,比較常溫強度的大小,確定{zj0}的水用量,而后方可生產制作和施工。
(3)耐火粉料
鋁酸鹽水泥耐火澆注料一般均摻加適宜的耐火粉料,其作用:①減少水泥用量,能降低成本且提高使用溫度;②耐火粉料能起瘠化作用,高溫下又能參與反應而形成耐高溫礦物,提高耐火性能;③耐火氧化物超微粉的摻加,能降低水用量,高溫下形成耐高溫礦物或增強燒結性,故能全面提高澆注料的性能。耐火粉料的品種、細度及其用量,是影響澆注料性能的重要因素。
耐火粉料細度直接影響耐火澆注料的強度、體積密度和顯氣孔率等性能。一般來說,耐火粉料越細,耐火澆注料性能約好。當采用超微粉代替部分耐火粉料時,其體積密度增加,顯氣孔率降低,強度顯著提高。當耐火粉料用量少時,與水泥的合量,不足以包裹住耐火骨料,致使組織結構不緊密,所以性能降低。當耐火粉料用量多時,與水泥的合量,包裹耐火骨料有余,致使水用量增多,高溫燒結收縮大,故性能也降低。
(4)耐火骨料
耐火骨料是耐火澆注料的重要組分之一,其品種、品級、{zd0}粒徑及顆粒級配等,是影響性能的主要因素。另外,耐火骨料雜質含量、燒結優劣性等,也影響其性能。因此,應根據鋁酸鹽水泥品種,選擇燒結良好、純度高的適宜耐火骨料,方可配成高性能的耐火澆注料。
耐火骨料顆粒形狀越不規則越好,盡量不用長片狀料。其{zd0}粒徑,應根據襯體厚度而定。當耐火骨料{zd0}粒徑確定后,其顆粒級配對耐火澆注料性能有較大影響。耐火骨料的顆粒級配一般是三級級配,兩頭大中間小,砂律為0.45~0.55.當骨料{zd0}粒徑為10mm時,顆粒級配為10~5mm40%~60%、5~1.2mm10%~30%、1.2~0.15mm20%~40%。這也是不定形耐火材料確定骨料顆粒級配時應遵循的基本原則。應當指出,當摻加水泥和粉料后,數值有變化,基本規律一般不變。配制優良的耐火澆注料,應采用多級級配。使用溫度低且不重要的部位,耐火骨料允許用自然級配顆粒(即統料)。在生產耐火骨料統料時,也應控制大、中、小顆粒間的比例,防止過大的顆粒發生偏析,以便配制呈質量好的耐火澆注料。
(5)外加劑
鋁酸鹽水泥耐火澆注料常用的外加劑,一般有減水劑(塑化劑)、促凝劑和緩凝劑。另外,還摻加燒結劑和膨脹劑,其用量超過5%,一般稱為外加物。燒結劑有軟質粘土、鋰輝石、膨潤土和金屬硅等,目的是提高耐火澆注料的中溫強度。膨脹劑有藍晶石、硅線石和硅石等,在高溫下產生膨脹以補償澆注料的收縮,提高其使用性能。促凝劑有NaOH、Na2CO3、三乙醇胺、硅酸鈉、鋰鹽和硅酸鹽水泥等,一般在特殊情況下使用。緩凝劑有NaCl、AlCl3、硼酸、羧甲基纖維素、葡萄糖酸鈉、異丙醇和木質素磺酸鹽等,多數減水劑也有緩凝效應。減水劑是應用最多的外加劑,也稱為表面活化劑,分為陰離子型、陽離子型和非離子型三大類。減水劑按主要成分分為:亞甲基二萘磺酸鈉、b-萘磺酸鹽甲醛縮合物、聚亞甲基磺酸鈉聚合物、木質素磺酸鹽、尿素、羥基羧酸及其鹽類、碳酸氫鈉、硼酸、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉等,其用量占水泥質量的0.005%~1.0%。
(6)養護制度
養護制度分為標準養護、自然養護、潮濕養護、蒸汽養護、水中養護和干燥養護等。鋁酸鹽水泥耐火澆注料成型初凝后,置于何種養護制度下養護十分重要。鋁酸鹽水泥耐火澆注料初凝后,隨著養護制度的不同,常溫和烘干耐壓強度也不同,這是由于水泥的水化產物和晶型轉變不同所致。在一般情況下,由于水泥遇水后產生的水化熱在2~8h內較為集中,可達80%左右,強度上升很快,因此1d常溫強度較高,3d常溫強度增長不多。潮濕養護和蒸汽養護時,烘干強度較好。
應當指出 ,鋁酸鹽水泥耐火澆注料選材合理、配合比得當,可在任何養護制度下養護,均能獲得較好的性能。經過烘干后,水化產物一般轉變為C3AH6和AH3晶體,因此強度也基本相似。在生產施工中,因各種因素影響,同時防止早期是誰產生炭化而使澆注料表面疏松,所以鋁酸鹽水泥耐火澆注料成型初凝后,應在潮濕淋水環境下養護,環境溫度15~25℃,養護時間2~3d。



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