不定形耐火材料的制備工藝,包括材質(zhì)的選擇、顆粒級配的確定、結(jié)合劑和外加劑的選用以及加工流程的確定,是根據(jù)使用條件和使用環(huán)境、以及所采用的施工方法來確定的。
配制不定形耐火材料的粒狀原材料總稱為耐火集料。耐火集料分為骨料和粉料,集料顆村粒徑大于0.088 mm(或0.074 mm)的稱為骨料,在不定形耐火材料中起骨架作用。集料顆粒小于0.088 mm(或0.074 mm)稱為粉料,由于它起著包埋骨料或充填于骨料顆粒之間空隙的作用,因此又稱為基質(zhì),其中0.088mm至l0um的稱為細粉,小于10um的稱為超細粉(或微粉)。
不定形耐火材料集料的顆粒級配有連續(xù)級配和間斷級配兩種,但一般為多級粒度級配。也可按照Andressen或Dinger-Funk 粒度分布方程進行顆粒級配、主要控制粒度分布系數(shù)q值而q值是根據(jù)材料的作業(yè)性能和物理性能要求來確定的。如對耐火澆注料來說,振動成型的澆注料與自留型澆注料的q值是不同的。前者的q值大于0.26。而后者q 值控制在0.21-0.26之間才具備有自流性能。
不定形耐火材料所用的結(jié)合劑分有機物和機物兩大類。而有機類結(jié)合劑又分為兩類:
一類為暫時性結(jié)合劑,在常溫下干燥后或經(jīng)烘烤后有較好的結(jié)合強度,但加熱到一定溫度(大于300攝氏度)后會燃燒掉而失去結(jié)合強度,如甲基纖維素、糊精、阿拉伯樹膠、木質(zhì)素磺酸鹽等;
另一類為半永久性結(jié)合劑,經(jīng)加熱烘烤后(110~300 )會發(fā)生縮聚反應(yīng)、產(chǎn)生較好的結(jié)合強度,但進一步加熱時會分解揮發(fā)出氣體并殘留下碳,到高溫時形成碳網(wǎng)結(jié)合,如焦油加瀝青、酚醛樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂等,但這類有機結(jié)合劑只適用在還原性氣氛條件下使用。
無機類結(jié)合劑為永久性結(jié)合劑,在常溫下經(jīng)過適當(dāng)養(yǎng)護后會產(chǎn)生較好的結(jié)合強度,但加熱烘烤時會失去結(jié)晶水或化合水,并發(fā)生物相轉(zhuǎn)化。在高溫下會與耐火集料發(fā)生反應(yīng)生成新的結(jié)合相而使材料的結(jié)構(gòu)強度大大提高。無機類結(jié)合劑主要有鋁酸鈣水泥、鋁酸鋇水泥、硅鋁溶膠、鈉鉀硅酸鹽(水玻璃)、磷酸和磷酸鹽,硫酸鹽、氯化物和聚磷酸鹽等。
不定形耐火材料用的添加劑(也稱外加劑)按其作用功能分有:
(1)改善材料作業(yè)性能(或稱施工性能)的添加劑,包括有減水劑(分散劑),增塑劑(塑化劑)、膠凝劑(絮凝劑),解膠劑(反絮凝劑)等:
(2)調(diào)節(jié)材料凝結(jié)與硬化速度的添加劑,包括有促凝劑(促硬劑、速凝劑)、緩凝劑(遲效促凝劑)、快干劑等;
(3)調(diào)整材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的添加劑,包括有防縮劑(膨脹劑)、發(fā)泡劑(引氣劑)、消泡劑等,
(4)延長材料儲存期或保持材料施工性能的添加劑,包括有防潮劑、酸抑制劑、保存劑、防凍刑等。添加劑是根據(jù)使用要求不同而選用。
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