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    耐火澆注料

    普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料

    簡介:普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料是以普通鋁酸鈣水泥為結合劑配制的可澆注耐火材料。普通鋁酸鈣水泥有3類:低土水泥、鋁~60水泥和低鈣鋁酸鹽水泥。釩土水泥澆注料的質量取決于所采用的骨料和粉料的質量、骨料的粒度組成、水泥加入量、用水量和養護溫度。 ...
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    詳細說明

    普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料是以普通鋁酸鈣水泥為結合劑配制的可澆注耐火材料。普通鋁酸鈣水泥有3類:低土水泥、鋁~60水泥和低鈣鋁酸鹽水泥。釩土水泥澆注料的質量取決于所采用的骨料和粉料的質量、骨料的粒度組成、水泥加入量、用水量和養護溫度。
    普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料是以普通鋁酸鈣水泥為結合劑配制的可澆注耐火材料。該澆注料經加水拌和、振動澆注成型、養護和烘烤后即可直接使用。既可以在工業爐上直接澆注成整體內襯,也可制成預制塊砌筑工業爐內襯。使用溫度隨所采用的耐火骨料和粉料的耐火性能,以及水泥的性能不同而異。
    普通鋁酸鈣水泥有3類:低土水泥、鋁~60水泥和低鈣鋁酸鹽水泥。其性能見下表。據此,澆注料也分為3類,即釩土水泥耐火澆注料,鋁-60水泥耐火澆注料和低鈣鋁酸鹽水泥耐火澆注料。
     普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料
    釩士水泥耐火澆注料以釩土水泥為結合劑,與各級粘土質或高鋁質骨料和粉料按一定比例配制而成,也可與輕質耐火骨料配制成隔熱耐火澆注料。由于釩土水泥礦物組成是以一鋁酸鈣(CaO ?Al2O3)為主,因此其特點是在常溫下凝結硬化速度較快。在水化初期(10h內)放熱量較大,約為總水化熱的80%,故在夏季 養護過程中必須隨時噴水冷卻。在冬季養護過程中要用濕麻袋或塑料薄膜覆蓋,以保持澆注好的制品或襯體表面潮濕,目的在于避免澆注好的制品或襯體溫度過高,表面水分蒸發過快,不能獲得充分水化,表層出現疏松,導致強度下降。釩土水泥澆注料成型后一般經過1~3h就可達到初凝,6~8h后達到終凝,強度增長 較快、養擴1d可達到極限強度的75%左右,3d可達到85%~ 95%,7d后基本達到極限強度。
    釩土水泥澆注料的質量取決于所采用的骨料和粉料的質量、骨料的粒度組成、水泥加入量、用水量和養護溫度。對骨料要求燒結充分、致密、氣孔率低、雜質含量低。骨料的粒度配比要求設計成最緊密堆積。因此宜采用多級配料,常用的級配為:15~ 7mm為20%、7~3mm為25%、3~1mm為10%、1~0.074mm為10%、小于0.074mm為10%~15%,釩土水泥加入量10%~ 20%。還可加人微量的減水劑,以降低用水量、改善施工性能和提高密度。
    養護溫度對釩士水泥澆注料的強度有明顯的影響(見下圖)。通常在20℃左右養護可獲得較好的強度。低于此溫度水化不完全,強度很難達到最高值;高于此溫度時,達到最高值后會出現強度降低現象。
     普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料
    釩士水泥結合的典型的粘土質、高鋁質和剛玉澆注料的理化性能見下表。釩土水泥結合的澆注料冷態強度隨熱處理溫度的提高而下降,直到高溫熱處理材料發生燒結后才又提高。這是由于中溫下水化物轉變和水合鍵被破壞所致,而經高溫處理后形成陶瓷結合又使強度上升。而熱態強度與冷態強度相反,是隨溫度升高而逐漸增大,溫度達到900~950℃時強度最高,這是與骨料熱膨脹彌合部分微空隙,使顆粒之間接觸更緊密有關。但到950℃以上時,由于開始出現少量液相,熱態強度則出現下降,到1250℃以上時,液相量顯著增大,強度顯著下降。  
     普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料
    鋁-60水泥耐火澆注料是以鋁-60水泥為結合劑,與粘土質或高鋁質骨料和粉料,按一定比例配成的可澆注耐火材料。鋁-60水泥的礦物組成以CaO·2A1203為主,約占60%,其余為CaO· Al2O2和少量2CaO·Al2O2·SiO2。凝結硬化速度略慢于釩土水泥。水化過程放出的水化熱也不如釩土水泥集中,一般在7d內逐漸放完。在鋁-60水泥中,是先依靠CaO·Al203水化,然后由CaO ·Al2O3水化時放出的水化熱促進CaO·2A1203水化。因此要加快鋁-60水泥的凝結硬化速度,也可采用蒸汽對鋁-60水泥澆注料進行養護。但蒸汽養護的水化物為3CaO·Al203·6H2O,這樣養護后的烘干強度雖然不如常溫下養護后的烘干強度,然而不存在由 CaO?A12O3?10H20和2CaO?A103?8H20轉化為3CaO?Al2O3?6H2O時而造成的強度下降,強度損失小。另一方面,CaO ?2A120、水化時有一定量的鋁膠(Al2O3aq)生成,形成水化物晶體凝膠體混合膠結物,可減輕水化物晶體轉化時引起的結構破壞。
    鋁-60水泥澆注料的強度發展速度比釩土水泥澆注料慢,養護7d后才接近極限強度。一般7d強度為50MPa左右。加熱后中溫強度下降幅度也要比釩土水泥澆注料小些。
    鋁-60水泥澆注料配比與釩土水泥澆注料相似。通常以鋁釩土作為骨料和粉料、水泥加入量為10%~18%。由于鋁-60水泥中CaO含量比釩土水泥低,其澆注料在高溫下生成的2CaO?Al2O3?SiO2或CaO?AL2O3?2SiO2低熔物相要少些,故使用溫度比同材質釩土水泥澆注料要高些。
    低鈣鋁酸鹽水泥澆注料是以低鈣鋁酸鹽水泥為結合劑,與高熟料、或鋁鉻渣,或剛玉骨料和粉料按一定比例配合而成的可澆注耐火材料。低鈣鋁酸鹽水泥的CaO含量為21%~24%,主要礦物為CaO·2A1202,幾乎不含CaO·A120s。這種耐火澆注料在常溫下養護時強度增長很慢,養護早期強度低,到后期(約28d)才能達到最高強度,一般養護1d的強度僅為極限強度的15%~ 17%,3d為35%~40%,7d為50%~60%,21d為85%~90%,到28d時耐壓強度可達50~70MPa。因此為加速硬化速度、通常采用80~10O℃水蒸氣養護,以促進CaO·2Al203水化,蒸汽養護16~24h即可達到最高強度。但要比常溫下養護的極限強度低些。這是因為蒸汽養護生成的水化物為3CaO?Al203?6H?O和鋁膠,而不是CaO?Al203?10H20和2CaO?Al203?8H20。但經熱處理后的強度下降率要比常溫下養護的小些。低鈣鋁酸鹽水泥澆注料的熱態強度要比釩土水泥或鋁-60水泥澆注料高些。
    普通鋁酸鈣水泥耐火澆注料的使用溫度取決于所采用的材料的耐火性能。以粘土熟料為骨料和粉料的澆注料,使用溫度為1300~145O℃,以二三級高鋁熟料為骨料和粉料的澆注料,使用溫度為1400~150O℃,以一級高鋁熟料為骨料和粉料的澆注料,使用溫度為1450~155O℃,為了提高使用溫度,每種材質的澆注料中的基質(粉料)部分還可以用氧化鋁含量更高一級的材料取代。如粘土質澆注料中的粉料可用二級或一級或特級高鋁熟料粉取代:而高鋁質澆注料中的粉料可用部分剛玉粉取代。
    普通鉛酸鈣水泥結合的澆注料應用范圍很廣,可以根據使用溫度、使用條件差異分別選用不同類型鋁酸鈣水泥作結合劑,配加不同的致密或輕質耐火骨料和粉料。這類澆注料廣泛用于冷金、石化、機械、建材等工業部門的各種熱處理爐、加熱爐、均熱爐、鍋爐、出鐵和出鋼槽、回轉窯窯頭和窯尾、石油化工反應器和各種熱風管、閥門及煙肉的內襯等。

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