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耐火浇注料及结合剂高铝质水泥知识介绍

编辑:耐火砖???浏览:???时间:2021-04-28

近几年来,不定型耐火材料在耐火材料总量中的比重不断增加,其中,浇注料是增加多的,而浇注料用量的增加主要是由于发展了低水泥和超低水泥混合浇注料技术。
 
 
高铝质水泥在耐火材料中浇铸的成分
高铝质水泥又称以铝酸钙为主的水泥。熟料中以铝酸钙为主,铝氧比约为50%,研磨成的水硬胶凝材料,称为高铝水泥。铝酸钙水泥是不定型耐火材料,尤其是用于浇铸耐火材料的基粘结剂,很少用来生产耐火砖。
高铝质水泥的化学成分主要是Al2O3和CaO,有些还含有大量的Fe2O3和SiO2。这些矿物的成分包括:铝酸一钙CaO·Al2O3(CA)、二铝酸钙CaO·2Al2O3(CA2)、七铝酸十二钙12CaO·7Al2O3(C12A7)和含夹杂物钙黄长石3CaO·Al2O3·SiO2(C2AS)、铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)等五种矿物。
 
高铝质水泥的运输和储存
在运输、贮存过程中,要特别注意防潮,延长贮存期,避免对产品性能造成影响;
在运输、储存和使用铝酸盐水泥时,应避免接触其他品种的水泥(如硅酸盐水泥等)和有害杂质(如石灰等);
铝酸盐水泥使用时,搅拌用水应保持纯净,以免产生有害杂质,影响产品性能。
一般采用的是以铝酸盐水泥为粘结剂的低水泥耐火浇注料,在铝酸盐水泥粘结的耐火浇注料中,很大一部分产品在施工后的养护过程中,坯体表面易出现一些损坏现象,轻则造成坯体表面粉化剥落,重则直接导致坯体失去粘结强度而粉化坍塌。
水泥浆耐火浇注料
特别是对大型浇注料预制块来说,是一种巨大的损失,如高炉铁沟、渣沟预制块产生的表面粉化现象尤为严重,因此,针对这一现象,对其破坏机理进行了分析,制定了切实可行的方法和对策,以避免或减轻浇注料表面的破坏。
 
水泥耐火浇注料表面无明显损坏现象。
一般在低水泥耐火浇注料生产后自然养护过程中,24h内为自然反应排气阶段,坯体微热,表面慢慢硬化,3~5天后表面便会出现起皮现象,在气泡孔周围出现细小的白色颗粒,用手轻按即可发现3~5mm表面已发软,并逐渐粉化剥落,有的甚至达到10~15mm,这必然会影响到产品的结构强度,从而大大降低产品的使用寿命,以致无法使用。将刚浇注的冷凝试样和粉化后的试样进行物理指标测试。
 
水泥低耐火浇注料表面破损原因分析
2.1“碱性杂质”造成的表面发粉。
抗火浇注料配方中,主要耐火原料、水泥、钠盐外加剂等,均含有可溶性钠,低档耐火原料中碱金属杂质含量较高,外加剂也会引入钠离子,水泥用量增加,体系碱度提高,同时产生较多的水化矿物相,在这些可溶碱的作用下发生一系列反应。
浇注料中可溶性碱遇水解时,与空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸盐,而水泥则发生水化,两者将继续发生反应。持续分解钙化
当水泥水化产物存在时,上述反应将循环进行,产物不断分解,浇注料坯体将由表面到里破坏。
浇注料中可溶碱的存在,提高CO2的溶解度,是提高反应速度的重要前提。随着体系碱含量的增加,水化矿物相的增多,对反应有利。
2环境温度和湿度保持。
浇注料浇注成型后,一般养护温度在15~20℃之间,大型预制块,为提高养护强度,会进入低温窑进行30~35℃的养护,通过观察,养护温度提高可提高坯体的强度,延长其使用寿命,而且坯体表面的粉化现象也相应减少。结果表明,毛坯养护环境温湿度,是造成损坏的主要因素。一般来说,湿度越大,越容易润湿浇铸坯体内的气孔,湿润条件下浇铸坯体内的可溶性碱更容易分解,如上文2.1所述,反应进行得较平稳。
2.3毛坯致密度效应。
铸坯的致密度也是造成浇注料表面粉化的重要因素,当铸坯致密度较低时,气孔增大,空气中的水分、二氧化碳可更容易扩散到铸坯,使破坏反应发生,造成铸坯由表及里分解粉化。
2.4建筑工程加水量的影响
浇铸料的初期强度和施工性能与施工加水量有很大的关系,多加水量施工性能较好,但对坯体的初期强度和致密度有一定的负面影响,而多加水量又会增加加水量的水化反应,更容易造成坯体表面粉化。加水量控制好了,又很难达到施工性能要求,因此施工加水量也是造成破坏的影响因素。
 
三是解决浇注料表面损坏的方法。
针对目前浇注料表面损坏的原因进行了分析,提出了相应的预防和减少表面损坏的措施。
3.1原料纯度高。
高纯、高致密度的原料,可降低可溶性碱金属的含量,如铝矾土耐火材料骨料可尽量选择旋转窑锻烧,杂质少,体积密度高,或采用致密刚玉为骨料,对于未锻烧的原料,在严格控制杂质含量的同时,也可尽量减少对加入量的控制。
 
3.2合理选择掺合料的种类。
常规浇注料外加剂多采用木质素钙盐和钠盐,使浇注料碱金属含量增加,加速了水化分解反应,经调整后,研制出新型复合减水剂,减少钙盐的添加,并严格控制添加量,经实验室验证后投入生产,改变外加剂种类,达到佳添加量,坯体表面粉化现象得到改善,从3~5天延长至一周左右,同时坯体强度也得到提高。如此,再结合干燥时间的控制,尽早干燥,提高早期强度,现在很少发生坯体表面粉化。
3.3建筑用水控制。
为了减少其他可以提高水泥水化速度的外加物的进入,加强了施工水质的控制,在生产前在大的容器内对水进行沉淀,避免水混浊和混杂等。
3.4控制施工环境。
为减少和降低浇注料表面与空气的接触,采用表面覆盖法封闭表面气孔,大限度地隔离向浇注料坯体扩散的二氧化碳和蒸汽,从而防止破坏反应。与此同时,为了使坯体尽早干燥,加强了厂房的保温,并在必要时将坯体进行低温窑干燥脱模,使坯体在36h佳养护期内硬化,确保浇注体强度。
四是结论。
经上述分析,按照相应的解决方法,并在生产实践中进行了试验,现已取得了明显的效果,在保证施工质量的前提下,使预制块表面的粉化层厚度由5mm左右降低到基本消失,同时,施工加水量减少2%,浇注料强度提高近10MPa,为提高预制块的使用寿命起到了良好的作用。
 
高纯刚玉耐火浇注料
高纯刚玉耐火浇注料在大中型超高功率电炉盖三角板、LF钢包盖等处应用,其使用寿命相当于或超过进口材料,降低了企业成本,也方便了用户。
在耐火粉料中加入适量氧化铝和活性二氧化硅粉;第1项标号用CA-80水泥作粘结剂,其余编号用CA-70水泥作粘结剂。分散剂和减水剂均加入。这种水泥一般容易发生速凝现象,影响施工性能。如果出现这种情况,应加入缓凝剂,如草酸和柠檬酸钠,以保证浇注料的流动性和密实性。Al2O3和CaO的总含量在编号4和6的范围内大于95%,高达98.7%,表明原料纯度较高。体积密度大、强度高,但在1500℃或1600℃时,烧后线变化为收缩。
 
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