耐火澆注料添加硅微粉已成為產(chǎn)品性能提高的關(guān)鍵因素,在硅微粉沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用前耐火澆注料的強(qiáng)度主要來(lái)源于添加使用的高鋁水泥中,,其中添加量通常達(dá)12%~20%,,高鋁水泥中的CaO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)也高達(dá)5%~ 8%,。對(duì)耐火澆注料的中溫使用性能造成了很大影響。一方面在高溫下低熔物的生成,,降低了耐火澆注料的高溫使用性能,;另一方面因高鋁水泥中 CaO 水化反應(yīng)的需要,使用水量增大,,導(dǎo)致澆注料結(jié)構(gòu)疏松,;此外,中溫下高鋁水泥的水合物發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,,澆注料的強(qiáng)度下降,,使傳統(tǒng)耐火澆注料不能滿(mǎn)足工業(yè)需求。通過(guò)采用超微粉,、高效分散劑及精確的顆粒級(jí)配等,,將澆注料中的水泥用量降低至7%以下,, 使高鋁水泥帶入的 CaO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)<2.5% 、用水量降至 4%~ 7%,,從而提高澆注料的性能,。這就是所謂硅微粉在不定型耐火澆注料中的重要性。
硅微粉是耐火澆注料中必不可少的組成部分,。微粉具有常規(guī)粉末所不具備的反常特性,,以及其小尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng),、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng),,特殊的光、電特性,,高磁阻現(xiàn)象,、非線(xiàn)性電阻現(xiàn)象以及在高溫下仍具有高強(qiáng)、高韌,、優(yōu)良穩(wěn)定性等特性,,為各專(zhuān)業(yè)在制造制品時(shí)帶來(lái)一系列優(yōu)異性能。
一:硅微粉在澆注料中的相變化
通過(guò)多年來(lái)的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)SiO2微粉與適當(dāng)?shù)姆稚┕餐褂�,,加�?A target=_blank href="http://pwua.cn/show-2053.html">耐火澆注料中,,隨硅微粉加入量的增加,體系黏度大幅度降低,,澆注料的流動(dòng)值增加,。這是由于硅微粉在水中發(fā)生如下 水化反應(yīng)
SiO2+H2O=H2SiO3
H2SiO3水解形成如下膠團(tuán)結(jié)構(gòu),此膠團(tuán)粒子在其周?chē)搅朔稚┬纬扇苊綄樱龃罅梭w系的流動(dòng)性,;而且硅微粉粒徑小,,是具有明顯球形的粒子,很容易進(jìn)入澆注料中微小的空隙,,所以硅微粉不僅具有良好的減水作用,,而且可以提高耐火澆注料的致密程度,使其在烘干后留下的孔隙減少,,降低氣孔率,,從而提高耐火澆注料的性能。
二:硅微粉對(duì)澆注料強(qiáng)度的影響
添加硅微粉后的耐火澆注料耐壓強(qiáng)度在三個(gè)溫度階段發(fā)生了明顯的變化,。
①初期強(qiáng)度在110℃干燥后,,SiO2微粉的凝聚結(jié)合和水泥的水化結(jié)合使試樣產(chǎn)生強(qiáng)度。
②中溫強(qiáng)度1100℃熱處理后,,由于SiO2微粉的細(xì)度和表面活性以及耐火澆注料中CaO和其他雜質(zhì)成分的助熔作用,,降低了試樣的燒結(jié)溫度,使試樣在1100℃熱處理后產(chǎn)生了較強(qiáng)的陶瓷結(jié)合,,因此強(qiáng)度比110℃干燥后提高:但由于水泥水化產(chǎn)物分解,、水分排出后留下的氣孔并未因燒結(jié)作用而完全消失,,因此1100℃熱處理后試樣的顯氣孔率比110℃干燥后的顯氣孔率由所增大。
③高溫強(qiáng)度經(jīng)1450℃熱處理后,,由于溫度的升高及鈣鋁黃長(zhǎng)石,、鈣長(zhǎng)石等CaO—AL2O3—SiO2低熔相的形成,試樣進(jìn)一步燒結(jié):此外,,大部分SiO2微粉在此溫度下與活性氧化鋁微粉反應(yīng)生成莫來(lái)石,。這使得試樣的顯氣孔降低,強(qiáng)度進(jìn)一步提高,。