輕質(zhì)隔熱耐火混凝土是由輕質(zhì)耐火骨料和摻合料與膠結(jié)材料制備的不定形絕熱材料,通常采用澆注法施工,有時(shí)也采用噴射、噴涂法施工,因而又稱為輕質(zhì)耐火澆注料和輕質(zhì)耐火噴涂料或輕質(zhì)不定形耐火材料。
由于輕質(zhì)隔熱耐火混凝土具有施工方便和迅速,特別是對(duì)于形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的內(nèi)村,施工較容易,并有節(jié)約能源等許多優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已被廣泛用作許多高溫工程的隔熱材料。輕質(zhì)耐火混凝土通常按其所用輕質(zhì)骨料命名,如膨脹蛭石混凝土、膨脹珍珠巖混凝土等。輕質(zhì)耐火混凝土的性能主要取決于輕質(zhì)骨料和膠結(jié)材料的性能。
什么是輕質(zhì)耐火骨料？
輕質(zhì)耐火骨料的種類很多,選用哪一種輕質(zhì)骨料配制輕質(zhì)隔熱耐火混凝土,主要取決于混凝土的使用溫度。一般在溫度為800-1000℃以下使用時(shí),采用膨脹蛭石、膨脹珍珠巖或硅藻土;在1100-1400℃的溫度范圍內(nèi)使用時(shí)采用輕質(zhì)黏土骨料輕質(zhì)高鋁骨料;在更高的溫度是，采用氧化鋁空心球高級(jí)隔熱骨料。
常用的兩種膠結(jié)劑材料是什么？
輕質(zhì)隔熱耐火混凝土通常使用鋁酸鹽水泥、水玻璃和磷酸鹽作為膠結(jié)材料,膠結(jié)材料的性質(zhì)對(duì)輕質(zhì)隔熱耐火混凝土有很大的影響。
①鋁酸鹽水泥包括鋁酸鈣水泥、鋁酸鎂水泥和鋁酸鋇水泥,但應(yīng)用最廣的是鋁酸鈣水泥,按其成分分為4種:礬土水泥Al2O3占45%-53%;高鋁水泥,Al2O3占59%-61%;低鈣鋁酸鹽水泥Al2O3占69%~72%和純鋁酸鹽水泥Al2O372%-80%.鋁酸鹽水泥的耐火性能隨著其氧化鋁含量的提高而提高。氧化鋁在鋁酸鹽水泥中主要以鋁酸一鈣( CaO. Al2O,簡(jiǎn)寫為CA),鋁酸鈣(CA2),七鋁酸十二鈣(C12A7)等形式存在。此外還有很少量的鋁酸三鈣(CA3)和六鋁酸鈣(CA)。C12A7含量太高時(shí),會(huì)引起速凝不便于施工。這些鋁酸鹽與水混合后,生成各種水化物使水泥凝結(jié)硬化具有強(qiáng)度。在加熱升溫時(shí),由于結(jié)晶水的排除和含水化物相被破壞強(qiáng)度逐漸下降,在400~800℃,強(qiáng)度下降最快。在1000-1200℃加熱后,由于發(fā)生固相反應(yīng)和出現(xiàn)液相以及燒結(jié)作用,強(qiáng)度逐漸有所提高。在1300~1400℃加熱后,由于形成陶瓷結(jié)合,強(qiáng)度大大提高。
②采用磷酸鹽作為混凝土的結(jié)合劑時(shí),不僅耐火溫度高,而且從低溫到高溫都具有很好的機(jī)械強(qiáng)度。磷酸鹽膠結(jié)劑包括正磷酸和取代程度不同的各種磷酸鋁溶液,它們的膠凝性質(zhì)與濃度和取代程度有關(guān)。磷酸鹽膠結(jié)劑可用于膠結(jié)幾乎所有各種輕質(zhì)耐火骨料,只不過其硬化條件有所不同而已。堿性材料用正磷酸膠結(jié)時(shí)硬化速度很快,中性材料的硬化速度適中,而酸性材料只有加熱到350℃才硬化。因此,對(duì)于堿性材料,需要用能減緩硬化速度的磷酸鹽膠結(jié)劑;而對(duì)于酸性材料,則需采用能在冷態(tài)下促進(jìn)硬化的膠結(jié)劑。如在磷酸鋁溶液中加入適量的硫酸鋁和紙漿廢液,可提高磷酸鋁對(duì)膨脹珍珠巖的膠結(jié)性能。磷酸鹽結(jié)合的輕質(zhì)耐火混凝土加熱時(shí),從常溫至400℃左右混凝土的強(qiáng)度隨著溫度的升高而增加;在500~600℃加熱后,強(qiáng)度有所下降;到800℃左右強(qiáng)度下降到最低值,但仍能保持烘干后的耐壓強(qiáng)度值的70%左右;到1200~1400℃由于磷酸鹽大量分解,P2O3排出,組織疏松,但此時(shí)也開始出現(xiàn)液相和燒結(jié)作用,強(qiáng)度有所降低。盡管如此,與其他膠結(jié)劑結(jié)合的輕質(zhì)耐火混凝土相比,磷酸鹽輕質(zhì)耐火混凝土具有機(jī)械強(qiáng)度較高的優(yōu)點(diǎn)。