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純鋁酸鹽結合劑在耐火澆注料中的化學(xué)應用
純鋁酸鹽結合劑是不定形耐火材料中用量最大的結合劑。特別是低水泥耐火澆注料的發(fā)展對純鋁酸鹽結合劑技術(shù)進(jìn)步的影響非常巨大,由此誕生的一個(gè)純鋁酸鹽結合劑組群,它包含了大量的應用化學(xué)內容,例如純鋁酸鹽結合劑水化和硬化過(guò)程中的化學(xué)和物理化學(xué)內容及其控制問(wèn)題,各種化學(xué)添加劑的應用問(wèn)題,各種表面活性物質(zhì)的選用問(wèn)題,純鋁酸鹽結合劑和耐火骨料,和耐火基質(zhì)料和氧化鋁微粉之間在各溫度下的化學(xué)反應等等。
小編通過(guò)對純鋁酸鹽結合劑在施工過(guò)程中遇到的一部份問(wèn)題,結合一些經(jīng)驗對鋁酸鹽水泥水化硬化機理及其影響因素的論術(shù),對純鋁酸鹽結合劑的澆注料可施工時(shí)間和強度發(fā)揮之間的優(yōu)化控制進(jìn)行討論。
施工工作人員希望澆注料具有足夠的可施工時(shí)間, 同時(shí)還希望盡快發(fā)揮強度,盡早投入使用, 因此,要求純鋁酸鹽結合劑按標準測試結果具有理想的凝結時(shí)間和早期強度,但是往往會(huì )出現意想不到的情況,澆注料很快失去流動(dòng)性,通常的作法是加入少量緩凝劑來(lái)調節可施工時(shí)間,但也會(huì )出現可施工時(shí)間和強度發(fā)揮的矛盾情況,即可施工時(shí)間得到了滿(mǎn)足,而影響了強度的發(fā)揮。使脫模時(shí)間延長(cháng),這是不希望出現的。因此,澆注料的施工特性和強度發(fā)揮兩方面的最佳選擇成為人們共同關(guān)心的問(wèn)題。
在純鋁酸鹽結合劑澆注料的施工性能方面與水泥的水化過(guò)程密切相關(guān),同時(shí),施工性能和強度發(fā)揮的均衡問(wèn)題也與純鋁酸鹽結合劑水化過(guò)程的控制有關(guān)。 對不同型號純鋁酸鹽結合劑、不同添加劑、不同煅燒氧化鋁粉,配制的澆注料,在加水攪拌后發(fā)生的水化過(guò)程的三個(gè)階段進(jìn)行了數據的技術(shù)觀(guān)察。
純鋁酸鹽結合劑水化過(guò)程的三個(gè)階段 為 無(wú)水相的溶解期,成核期,溶解 的水化產(chǎn)物從溶液中淅出期。
無(wú)水相的溶解:純鋁酸鹽結合劑顆粒表面的無(wú)水相CA,CA2 礦物接觸水后,首先發(fā)生水化并溶入水中的是Ca(OH)2 和AHx 由于這些水化物在顆粒表面很快達到過(guò)飽和而淅出固相并包裹顆粒表面,使顆粒的進(jìn)一步溶解受阻,這一時(shí)期在很多文章和記錄中稱(chēng)為誘導期。隨著(zhù)時(shí)間的推移, 水分子受滲透壓的驅動(dòng),不斷地通過(guò)包裹膜向純鋁酸鹽結合劑水泥顆粒擴散,最后導致包裹膜的破裂,誘導期結束。
成核期:隨著(zhù)液相中水化產(chǎn)物 的不斷增加,達到過(guò)飽和,結晶質(zhì)的水化物在水泥顆粒周?chē)囊合嘀袖莱龀珊恕?/p>
溶解的水化產(chǎn)物從溶液中淅出:由于水化產(chǎn) 物的淅出并成核,一方面溶液中的過(guò)飽和程度有所降低,增加了高鋁水泥顆粒水化的速度,另一方面,這些成核的小顆粒一旦形成了,就會(huì )互相急速集中,并導致水泥顆粒的加速水化,導 致水化產(chǎn)物在溶液中急速淅出并成長(cháng)。這種水化產(chǎn)物的成長(cháng)并聯(lián)結在一起,賦予了對機械力的抵抗能力。在此期間,因純鋁酸鹽結合劑礦物的大量水化,釋放出水化熱,使水泥漿體的溫度升高, 大量水化產(chǎn)物的淅出并聯(lián)結在一起,使水泥漿體凝結和硬化。