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耐磨耐火澆注料
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耐磨耐火澆注料常用的添加劑和結合劑都有哪些?

2020-05-07

添加劑也被稱為外加劑,在耐火材料中一般起到調節物相組成、顯微結構和改善性能的作用。釆用不同的分類方法的添加劑可以被分為幾種:


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按照化學組成來分,可以分為有機添加劑和無機添加劑。


(1)無機添加劑中含有的種類是無機鹽、礦物、無機電解質、氧化物和氫氧化物。


(2)有機添加劑一般為表麵活性劑。表麵活性劑也就是減水劑包括離子型(陰離子型、陽離子型)、高分子減水劑和有機酸減水劑。


根據外加劑的功能和功效,可以將其分類為下麵幾種。


(1)用於改善澆注料漿料的作業能力的外加劑。一般包括絮凝劑、反絮凝劑、塑化劑和減水劑(分散劑)。


(2)可以改變凝結、硬化速度的添加劑。一般包含促凝劑和緩凝劑,而促凝劑又包含快速和遲效兩種。


(3)可以改變內部組織結構的添加劑。例如引氣劑、消泡劑等等。


(4)可以改善施工性能的添加劑。常見的有保水劑、防沉劑和保存劑等等。


1、減水劑


水泥水化產物所帶的電荷不同以及細粉之間的範德華力等等許多原因都可能導致澆注料中的小粒子出現絮凝裝結構,也就是細顆粒將遊離水包裹起來,而導致澆注料對水的需求量增加。通常而言,粒徑越小,可以包裹的水量越大,也越容易發生絮凝,導致漿料的需水量增加。減水劑的主要作用就是通過電保護(靜電斥力)作用和空間保護(水化膜)作用破壞澆注料中的絮凝結構,這樣結構中所包裹的遊離水就能夠得到釋放,從而顯著減少澆注料的對水的需求量。


而在澆注料的施工過程中,初期需要加入分散劑達到減水作用,但是在減少用水量的同時,又不能影響其通過凝聚和硬化來獲得初期強度。因此對於減水劑的種類和用量必須結合實際情況來進行。李姿等人探究了不同種類和加入量的分散劑對剛玉澆注料性能的影響,最終探究出了不同種類的添加劑具有不同的添加量


2、礦化劑


在澆注料中,常常采用加入很少量的添加劑能來達到燒結和改善製品某些性能的目的。礦化劑常常用於控製物質的形成或反應。TiO2是合成鎂鋁尖晶石時常用的礦化劑。以往的研究結果顯示,對於鋁鎂質澆注料而言,添加TiO2有利於燒結以及CA6的生成。也有將其加入剛玉澆注料中的研究報道。例如,加入在鋁酸鈣水泥結合的剛玉澆注料中,MgCl2可以促進CA6的形成,且MgCl2分解產生的空隙為CA6的生長提供了充足的空間減少其生產過程中的膨脹,使其晶粒更大,且體積穩定性更強。吳然等人在剛玉澆注料中加入CaCO3,發現燒後試樣中CA6的生成量較多,且晶粒較大,但其燒結過程中產生的膨脹導致澆注料顯氣孔率提高,強度變小。加入0.5wt%的MgCO3可以使得剛玉澆注料中的β-Al2O3相更加穩定,且能促進其形成板狀結構,使得澆注料具有更好的高溫強度。


水化結合、化學結合、凝聚結合、黏著結合和高溫液相結合都是剛玉基澆注料中常見的結合類型,每一種結合類型都對應著一種結合機理。


水化結合是一種常見的結合類型。在有水的存在時,結合劑中的水化相在常溫下可以與水發生放熱反應,生成不同的水化產物的同時凝結、硬化獲得強度。


3、促凝劑和緩凝劑


促凝劑的作用是加速澆注料的凝結和硬化,減少凝結、硬化所需的時間。如果在加入後加速效果並沒有立刻體現出來,而是需要過一段時間後才有促凝的效果,則稱為遲效促凝劑。緩凝劑的功效是使澆注料凝結、硬化的過程變長。促凝劑和緩凝劑都屬於調凝劑,但它們是不同的類型。調凝劑在澆注料中,一般都是作用於結合劑的,因此不同種類和結合方式的結合劑需要對應於不同的調凝劑來達到更好的使用效果。


水泥結合是剛玉澆注料最常見的結合方式,所以應用於水化結合的調凝劑也很多。常見的促凝劑包括鋰鹽、Ca(OH)2、Na2CO3、K2CO3、Na2SiO3等等。常見的緩凝劑包括檸檬酸及檸檬酸鹽、磷酸及磷酸鹽、醋酸、羧基羧酸鹽、Mg(OH)2、Ba(OH)2、NaSO4、NaCl、澱粉、糖、海水等等。


添加劑對澆注料的促凝和緩凝作用非常複雜,還有很多地方沒有研究透徹,與添加劑的結構、性質,和水泥的組成、水化條件等多種因素有關,在應用中隻有根據實際情況合理的選擇才能夠獲得較好的施工條件。


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