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铝酸钙水泥结合浇注料的发展

添加时间:2020年12月16日  浏览次数:

浇注料中 CaO 含量的变化,可将铝酸钙水泥结合浇注料分为传统水泥结合浇注料、低水泥结合浇注料(1.0%<CaO<2.5%)和超低水泥结合浇注料(0.2%<CaO<1.0%)。

其中,传统水泥结合浇注料一般含有15~20 %的水泥,为了使浇注料有足够的流动度便于施工,以及形成一定数量的水化产物使浇注料拥有足够的结合强度便于脱模以及搬运,其加水量通常会高达8~15 %。而这种高加水量会使浇注料在升温过程中排除大量的水分,使浇注料的气孔率升高,出现结构疏松的现象,同时浇注料会产生大量的水蒸汽,内部出现非常高的蒸汽压,使浇注料出现爆裂和剥落现象。最终,浇注料出现严重的强度损失。

另外,铝酸钙水泥中引入的CaO会与浇注料中的SiO2 在高温时形成低共熔点相,如钙斜长石(CaO ·AL2O3 ·2SiO2)、钙铝黄长石(2CaO ·AL2O3 ·SiO2)等。低熔液相会对浇注料的高温力学性能产生不利影响。为了改善浇注料的高温使用性能,减少低熔液相的形成,必须降低浇注料中 CaO 等杂质含量,所以必须降低浇注料中铝酸钙水泥的加入量。

浇注料

因此铝酸钙水泥结合浇注料从铝酸钙水泥加入量为15~20%的传统水泥结合浇注料发展到了铝酸钙水泥加入量为5~7%的低水泥结合浇注料,甚至是铝酸钙水泥加入量为1~3%的超低水泥结合浇注料。其中的CaO 等杂质含量逐渐降低,浇注料的高温使用性能得到了不断的提高。但是仍有一定量的 CaO带到耐火浇注料中去。

铝酸钙水泥是以 Al2O3 和CaO 为主要化学成分研发而成的,在 CaO-AL2O3二元系统中存在 C3A、C12A7、CA、CA2 和 CA6 5 种化合物。这5种铝酸钙物相的CaO/AL2O3 越高则对应的物相的反应活性越高。其中,C3A 的 CaO/AL2O3 为 3,它的反应活性非常高,会出现速凝现象,它的水硬性较低,不应该存在于水泥产品中;C12A7的CaO/AL2O3为1.7,反应活性较高,水化和凝结会极快,速凝会使浇注料来不及进行施工,且水硬性低,熔点也相对较低,应尽量避免存在于水泥产品中;CA的CaO/AL2O3 为1,反应活性会低一些,水化过程中不会带来速凝,具有正常的凝结时间,可以满足浇注料的正常施工,而且水硬性很好,硬化也比较快,可以使浇注料迅速固化产生强度,是浇注料的主要强度来源,早期强度高,缩短浇注料的脱模时间;CA2的 CaO/AL2O3为0.5,反应活性非常低,水化、硬化慢,水硬性较低,早期强度低,但后期强度高;CA6 没有水硬性。铝酸钙水泥需要良好的早期性能、中温(800~1000℃)强度降低少及耐火度高的特点,铝酸钙水泥的矿物成分必须是以CA为主,CA2 次之,C12A7 应该极少,尽量避开其它矿物。

由此可知,铝酸钙水泥的早强性能好,中温残存强度高,耐火度高(>1650℃),且耐磨、耐剥落,抗CO、H2、CH4 还原性介质侵蚀的能力强,适合配制高温、高压和还原条件下使用的不定形耐火材料,是当前化工、冶金、建材及国防所需的高性能耐火烧注料的优质结合剂。

关键词:铝酸钙水泥   浇注料   
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