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隔热耐酸轻质浇注料

时间:2017-10-26 11:39 作者:admin点击:

隔热耐酸轻质浇注料是以轻质材料为骨料而得到的浇注料,也称为轻骨料浇注料。轻质骨料包括膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、陶粒、多孔耐火材料以及氧化铝空心球等。

轻质浇注料

1  轻质浇注料的分类

按使用温度,轻质浇注料可分为以下三类。

(1)低温轻质浇注料。低温轻质浇注料使用温度在900℃以下,常使用膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、陶粒等为骨料,以普通硅酸盐水泥、矾土水泥或者水玻璃等为结合剂。例如,将粒径在8~l mm的膨胀珍珠岩与矾土水泥按珍珠岩:水泥为(35~50):(50~65)的比例配制得到的浇注料经900℃烧后的性质为体积密度0.3~0.7 g/cm3,耐压强度0.5~0.9 MPa,导热系数(700℃)0.06~0.18 W/(m·K)。

(2)中温轻质浇注料。中温轻质浇注料的使用温度为900~1200℃。通常用多孔粘土颗粒、粘土质陶粒、页岩陶粒等为骨料。用矾土水泥、铝酸钙水泥或磷酸二氢铝为结合荆。

细粉中可加入少量的氧化硅微粉与漂珠,以降低其体积密度。水泥等结合剂的用量可按强度的要求而定,强度要求越高,结合剂的加入量越大。

(3)高温轻质浇注料。高温轻质浇注料使用温度高于1200℃以上。它们以刚玉质、高铝质、莫来石质、粘土质及镁质、镁铝尖晶石质等轻质颗粒或空心球为骨料,以铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硅溶胶、铝溶胶、二氧化硅微粉为结合体系。其中可加入耐火纤维以提高它们的强度。常见的为粘土质及莫来石质轻质浇注料。

2  影响轻质浇注料性质的因素

除了耐火度与使用温度以外,轻骨料的重要性质包括体积密度、强度、导热系数与加热后的线变化率等。影响它们的因素包括骨料的组成、结构与性质、结合系统的选择与加入量、减水剂等添加剂的选择等。

(1)体积密度。影响浇注料体积密度的因素主要有如下几方面。

1)骨料的密度。骨料的密度取决于它的化学成分、气孔率。如铝硅系轻质骨料中的氧化铝含量越高,其密度越大,气孔率越大,体积密度越小。但在轻质浇注料的生产中,更应关心轻骨料的堆积密度。堆积密度除了与骨料本身的密度有关外,还与其颗粒尺寸分布有关。

一般情况下,越符合紧密堆积原则,其堆积密度越大。

2)基质的密度。它对浇注料的体积密度有一定影响,调整其粒度组成,或者加入漂珠等轻质材料均可降低浇注料的体积密度。

3)加水量。由于轻骨料中含有大量气孔,而且轻质浇注料中水泥等结合剂的加入量较大,因而用水量也较大。水分蒸发或水化物脱水后形成较多气孔,提高了气孔率,降低了体积密度。但是,进入多孔骨料气孔中的水分并不影响浇注料热处理后的体积密度。

(2)强度。轻质浇注料的强度主要取决于骨料的强度与基质的强度。如果骨料的强度小于基质的强度,在断裂后的断口上会看到骨料的断口,说明断裂是穿过骨料颗粒进行的。

这种情况下要提高颗粒的强度。相反,如果断面上未见骨料断口,断裂中裂纹扩展在基质中或者沿基质与颗粒的界面进行,说明骨料的强度足够,需改进基质以及基质与骨料的结合状态。通常,可以通过增加结合剂的量或改变粒度组成来提高强度。

此外,加水量等其他因素也会对强度产生影响。

(3)导热系数。轻质浇注料的导热系数取决于其成分、气孔率以及气孔尺寸分布。由于基质通常不是多孔的,在轻质浇注料中,减轻重量提高气孔率的主要贡献来自骨料的体积密度与粒度组成,基质的贡献相对较小。因此,骨料的体积密度、气孔尺寸大小与分布对导热系数有较大影响。

从上面的讨论中可以看出,骨料对轻质浇注料的性质有很大影响。通常,骨料体积密度越小,它制得的轻质浇注料的体积密度越小。但随体积密度的减小,骨料的强度下降。减少骨料气孔的尺寸,使气孔在骨料中分布均匀有利于提高强度、降低导热系数。此外,目前大量使用的骨料中含有大量的开口气孔,部分水泥与水会进入到气孔中,增大了水泥消耗。所以,气孔分布均匀、小孔径以及闭气孔是轻骨料追求的目标。

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