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提高铝酸盐水泥结合浇注料中温强度的方法

发布时间:
2022/11/04

铝酸盐水泥结合浇注料主要是以铝酸钙水泥做结合剂,与耐火骨料和粉料或掺外加剂按比例配合并经加水搅拌、成型及养护后制成。铝酸钙水泥是由烧结法或熔融法生产的铝酸钙水泥熟料经磨细而制成的水硬性胶凝材料,主要矿物相是CA、CA2,具有快硬高强、耐火和抗硫酸盐侵蚀等特性。铝酸盐水泥结合浇注料有粘土质、高铝质、刚玉质浇注料,在高炉热风炉中主要应用于热风炉炉底、下部人孔、烟道口、冷风入口、热风出口、热风管道、燃烧器等部位,复杂部位整体浇筑能提高结构强度和施工效率,提高热风炉使用寿命。

铝酸盐水泥耐火浇注料的常温耐压强度随着养护时间的延长而增大,1d即可达到较高强度,后续强度缓慢增长,主要是因为铝酸盐水泥的主要矿物相CA水化快,在水化开始后12h内放热可达到80%以上。

铝酸钙水泥结合浇注料烧后耐压强度随着加热温度的升高而逐渐降低,在900~1200℃时降到最低,随后继续升高温度,由于形成陶瓷结合,强度大幅提升。中温强度是指900~1200℃时的强度,铝酸盐水泥结合浇注料中温强度下降是普遍规律,一般中温强度下降率在20~50%,因为耐火浇注料的脱水温度一般在150℃时脱水量为10%,在290~330℃时脱水量为20~35%,510℃到600℃左右时,结晶水和游离水能脱到80%左右,在900℃时,能脱除90%左右的游离水和部分结合水,剩余结合水在900~1200℃之间脱除时,使原有晶格破坏,形成新的矿物结构及二次CA、CA2化,导致显气孔率增大,同时由于温度低、烧结作用不明显,其结构呈酥松状,致使耐火浇注料强度降低。

提高中温强度的方法有两种,一是掺加α-Al2O3细粉,使浇注料在900~1200℃产生膨胀效应的化学反应,以此来弥补由于浇注料脱水反应而产生的的气孔增大、结构酥松等缺陷,通过膨胀补偿收缩效应,填充气孔,改善铝酸盐水泥结合浇注料的中温强度。反应式如下:

CaO+ Al2O3→CaO·Al2O3     (1)
CA+ Al2O3→CA2           (2)

反应1的体积膨胀效应为19.6%,反应2的体积膨胀效应为12.86%。

二是在铝酸盐水泥浇注料中,掺加促烧剂也能提高中温强度,促烧剂主要为软质粘土、微粉等,加入量5%左右即可将中温强度下降率控制在10%以内,因为促烧剂可以使浇注料在较低温度下烧结,提前实现陶瓷结合而增加强度。