普通鋁酸鈣水泥耐火澆注料可分為三類。礦物組成以CA為主的水泥作結(jié)合劑的A型水泥澆注料。礦物組成以CA2為主(約占60%),其余為CA和少量C2AS的水泥作結(jié)合劑的B型水泥澆注料。礦物組成以CA:為主,幾乎不含CA的水泥作結(jié)合劑的C型水泥澆注料。
A型耐火澆注料:各級粘土質(zhì)或高鋁質(zhì)骨料和粉料按一定比例配合,加A型水泥。因A型水泥在常溫下凝結(jié)硬化速度較快在水化初期(10h內(nèi))放出熱量較大(約為總水化熱的80%),超在夏季養(yǎng)護(hù)過程中,必須隨時(shí)噴水冷卻。在冬季養(yǎng)護(hù)過程中,要用濕麻布或塑料薄膜覆蓋,以保持澆注料表面潮濕,目的在于避免澆注好的襯體或預(yù)制塊溫度過高,表面水分蒸發(fā)過快,不能達(dá)到充分水化,表層出現(xiàn)疏松,導(dǎo)致強(qiáng)度下降。A型水泥澆注料澆注成型后一般經(jīng)過1~3h就可達(dá)到初凝,6~8h后達(dá)到終凝,強(qiáng)度增長較快,養(yǎng)護(hù)1d可達(dá)到極限強(qiáng)度的75%,3d可達(dá)到85%~95%,7d后基本達(dá)到極限強(qiáng)度。
A型水泥澆注料的質(zhì)量取決于所采用骨料的質(zhì)量、骨料的粒度配比、水泥加入量,用水量和養(yǎng)護(hù)溫度、對骨料要求燒結(jié)充分、致密、氣孔率低、雜質(zhì)含量低。骨料粒度配比要求設(shè)計(jì)成為最緊密堆積,因此宜采用多級配比,常用的級配為:15~7mm20%,7~3mm25%,3~0.088m20%,<0.088mm(或<0.074mm)10≈15%。A型水泥15~25%,還可加入微量減水劑,以降低用水量,改善施工性能,提高體積密度水泥加入量的影響是:隨水泥加入量的提高,常溫養(yǎng)護(hù)后的強(qiáng)度也增大,但加入量大于25%之后,強(qiáng)度增長不大,而且水泥加入量過多時(shí),水泥中的CaO會與A2O3和SiO2生成大量的CAS或CAS2低熔相,大大降低澆注料的高溫性能,因此,一般水泥加入量為12~15%加水量的影響是:在保持澆注料具有較好的流動值下,用水量值越低,澆注料的強(qiáng)度越高。為降低用水量,可加入0.01~0.2%的減水劑養(yǎng)護(hù)溫度對A型水泥澆注料強(qiáng)度的影響很明顯。通常在20℃上下養(yǎng)護(hù)可獲得較好的強(qiáng)度。低于此溫度水化不完全,強(qiáng)度很難達(dá)到最高值;高于此溫度時(shí),達(dá)到最高值后會出現(xiàn)強(qiáng)度降低現(xiàn)象。
A型水泥耐火澆注料的物理性能隨所結(jié)合的骨料和粉料的材質(zhì)不同而異。粘土質(zhì)澆注料的體積密度為2.0~2.3g/cm3(110℃,24h),線膨脹系數(shù)(5.0~5.5)×106K-1,導(dǎo)熱系數(shù)為0.75~0.90W/(m·K)。溫度為1350℃,燒后線變化率為土0.5%,熱震穩(wěn)定性(水冷至850C)大于30次。高鋁質(zhì)澆注料的體積密度系數(shù)為系數(shù)為0.9~1.2W/(m·K);溫度為1500℃,燒后線變化率為°K-1,導(dǎo)熱0.2~0.6%,熱震穩(wěn)定性(水冷至1100C)大于10次。A型水泥澆注料熱處理后冷態(tài)抗折強(qiáng)度隨溫度提高而下降,這是由于水化物轉(zhuǎn)變和水合鍵破壞所致。但熱處理溫度高于1200℃時(shí),由于燒結(jié),形成陶瓷結(jié)合,強(qiáng)度又隨著溫度提高而逐漸升高,這是與材料(骨料)熱膨脹彌合部分微空隙,使材料之間接觸更緊密所致。溫度達(dá)到900C左右強(qiáng)度最高。但到900℃以上,由于開始出現(xiàn)少量液相,強(qiáng)度下降,在1200~1300℃間液相量顯著增大,強(qiáng)度顯著降低。
A型水泥耐火澆注料的使用溫度取決于所結(jié)合的材料的性質(zhì)。以粘土熟料做骨料和粉料的,使用溫度為1300~1350C。以二、三級高鋁熟料做骨料和粉料的,使用溫度為1350~1400℃。以級高鋁做骨料和粉料的,使用溫度為1400~1500C。為了提高使用溫度,每種材質(zhì)的澆注料中的粉料還可以用氧化鋁含量更高級的材料取代,如粘土質(zhì)澆注料中的粉料可用剛玉粉取代B型水泥耐火澆注料:將各級高鋁熟料破粉碎成骨料和粉料(按一定比例配合),加B型水泥(Al2O3含量為60%左右)作結(jié)合劑。B型水泥凝結(jié)硬化速度略慢于A型水泥,水化過程中放出水化熱也不如A型水泥集中,一般在7d內(nèi)逐漸放完。它是依靠CA先水化,CA水化時(shí)放出水化熱促進(jìn)CA2水化。因此,要加快B型水泥的凝結(jié)硬化速度,也可采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)可直接生成C3AHl4,這樣養(yǎng)護(hù)后的烘干強(qiáng)度雖然低于常溫下養(yǎng)護(hù)后的烘干強(qiáng)度,但不存在由CAH1和C2AH轉(zhuǎn)化為CAH時(shí)而造成強(qiáng)度下降的問題。另一方面,CA2水化時(shí)有一定量的鋁膠(Al2O3aq)生成,形成水化物晶體一凝膠體混合膠結(jié)物,可減輕水化物晶體轉(zhuǎn)化時(shí)引起的結(jié)構(gòu)破壞。B型水泥澆注料強(qiáng)度發(fā)展速度比A型水泥慢,養(yǎng)護(hù)7d后才接近極限強(qiáng)度,約50MPa。加熱后中溫強(qiáng)度下幅度也比A型小。
B型水泥澆注料配比與A型相似,通常以高鋁礬土作為骨料和粉料,水泥加入量12~15%。由于B型水泥中氧化鈣含量比A型低,高溫下生成的C2AS或CAS2低熔物相要少,耐火度也要高些,故同材質(zhì)比較,B型使用溫度比A型高。
C型水泥耐火澆注料:把各級高鋁熟料、鋁鉻渣、電熔或燒結(jié)剛玉的骨料和粉料按一定比例配制,加C型水泥(Al4O含量約70%)作結(jié)合劑。C型水泥(CaO含量21~25%)因幾乎不含CA,故該種澆注料在常溫養(yǎng)護(hù)下,強(qiáng)度發(fā)展很慢,養(yǎng)護(hù)早期強(qiáng)度低,到后期(28d)才能達(dá)到極限強(qiáng)度。常溫養(yǎng)護(hù)1d強(qiáng)度僅為極限強(qiáng)度的15~17%,3d為35~40%,7d為50~16%,21d為85~90%,到28d時(shí),耐壓強(qiáng)度可達(dá)到50~70MPa。因此,通常為加速硬化速度,采用70~100C水蒸氣養(yǎng)護(hù),以促進(jìn)CA2水化,加速強(qiáng)度發(fā)展速度,蒸汽養(yǎng)護(hù)16~24h,即可達(dá)到最高強(qiáng)度,但要比常溫下養(yǎng)護(hù)的極限強(qiáng)度低一些。這是因?yàn)檎羝B(yǎng)護(hù)生成的水化物為C3AH6和鋁膠,而不是CAH8和C2AH。
以上是關(guān)于以普通鋁酸鹽耐火水泥為結(jié)合劑制作的耐火澆注料不同分類及性能。文章來源：http://ahdstjd.com/轉(zhuǎn)載請注明出處。