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水泥添加量对浇注料密度及强度的影响

添加时间:2020年11月25日  浏览次数:

浇注料是不经高温烧结而浇筑后直接使用的一种耐火材料,颗粒之间无烧结制品所具有的那种陶瓷结构,产品的性能在很大程度上受结合剂的影响。硅酸铝浇注料中铝酸钙水泥量结合剂加入量过少,会导致早期强度低,硬化时间过长施工风险性增加;铝酸钙水泥加入量过多水泥中的CaO在高温下可与原料中的AL2O3和SiO2反应生成(CaO·AL2O3·2SiO2)等低熔物,对浇注料的高温性能不利。

在实验中,骨料为铝矾土,粒度8~5mm、5~3mm、3~1mm、1~0mm;细粉为矾土粉和硅微粉,粒度≤0.088mm;铝酸钙水泥加入量为3%,5%,7%,9%,11%。按配比称料搅拌,加水振动成形,自然养护24h后脱模,在110℃×24h、1100℃×3h、1450℃×3h烧成,最后检测各项性能指标。

浇注料

结果及分析水泥加入量对浇注料体积密度的影响水泥加人量对试样体积密度的影响可以看 出:① 110℃×24h烘干时,当水泥加入量小于5%时,由于水泥细粉的充填空隙作用,材料颗粒堆积的致密度逐渐提高并占主导作用;由于水泥加入量少,水泥水化产物烘干后水分 排除导致体积密度减小的影响较弱,故随着水泥加人量的增大,试样的体积密度呈增大的趋势;当水泥加入量大于5%时,随着水泥加入量的逐渐增多,水泥充填空隙后出现过剩导致材料堆积致密度下降;同时大量的水泥水化产物烘干后失去自由水和部分结合水导致材 料气孔逐渐增多,从而使试样的体积密度逐渐减小。②1100℃X3h,试样体积密度普遍较小变化规律基本同110℃X24h。因为1100℃时,由于烧成温度低,材料内部形成的液相量少,不足以填充空隙以提高材料的致密度;另外,在此温度下,试样的主要变化是水泥水化产物的完全脱水,加入的水泥量越多,水泥脱水后留下的气孔就越多,体积密度就越小。③ 1450℃×3h,随水泥加入量的增加,试样体积密度逐渐增大,且数值最大在1450℃高温下,对CaO—AL2O3一SiO2 三元系统来说,主要反应就是低共熔物的形成,产生大量液相并充填空隙,使材料结构致密程度提高,体积密度增大.同时细粉中AL2O3和SiO2在1400℃左右剧烈形成莫 来石 (3A1203+2SiO2—3Al03·2SiO ),莫来石形成产生的体积膨胀效应也可充填材料空隙提高致密度.两方面作用结果,使体积密度随水泥加入量的增加而增大。

水泥加入量对浇注料耐压强度的影响可以看出:①110℃×24h烘干后,随着水泥加入量的增加,水泥水化形成的铝酸钙水化产物逐渐增多,水泥的胶结硬化作用逐渐加强,浇注料的耐压强度逐渐增大。② 1100℃×3h,水泥水化产物完全脱水留下大量气孔,而材料此时尚未达到烧结温度,试样强度主要由材料的紧密堆积程度决定。当水泥加入量小于5%时,水泥水化产物完全脱水留下的气孔总量少,对材料性能影响也小;但此时,随着水泥加入量增加,材料紧密堆积程度却逐渐提高,耐压强度逐渐增大。当水泥加入量大于5%时,随着水 泥加入量的增大,由于水泥细粉过剩,材料紧密堆积程度反而逐渐降低;同时水泥水化产物 完全脱水留下的气孔逐渐增多,造成试样的致密度下降结构疏松强度逐渐下降。③在 1450℃ X3h可知试样耐压强度变化规律基本同上,但是总体上都比110℃和1100℃有所增大,这是 因为在1450℃高温下,水泥的胶凝作用消失,而此时烧结作用占主导,大量低共熔液相产生液相填充空隙,材料结构致密化程度提高;同时细粉中针状、柱状莫来石的生成,强化了细粉与颗粒料之间的结合,耐压强度普遍提高。至于在1450℃ X3h,当水泥加入量大于5%时,耐压强度逐渐降低,这可能与在1450℃高温下液相的逐渐增多导致材料中颗粒之间的支撑作用减弱有关。

关键词:浇注料   水泥   
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