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耐火材料性能提高離不開的外加劑,有哪些種類
  • 時(shí)間:2022.02.23
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我們從耐火澆注料的角度介紹了外加劑的概念,及不同耐火澆注料性能需求可以添加的外加劑種類。 那么,今天我們就從外加劑的角度,來介紹下不同種類外加劑的成分及作用。 1、抗氧化劑 作用:為了防止耐火材料里的碳被氧化,而人為引入的一種外加劑。 其作用機(jī)理為在使用溫度下,抗氧化劑與氧的親和力比碳與氧的大,優(yōu)先奪取氧而使自身被氧化,而起到對碳保護(hù)的作用。 抗氧化劑氧化后,體積增大,在坯體表面形成一層致密的保護(hù)膜,提高了坯體致密度,增加了氧原子與碳反應(yīng)的難度。而其中可以作為含碳抗氧化劑的材料有金屬及合金粉末、碳化物、氮化物和硼化物等。 2、減水劑(也稱降水劑) 作用:保持耐火澆注料的流動(dòng)值基本不變的條件下,能顯著降低拌合用水量。 減水劑本身并不與材料組成物理化學(xué)反應(yīng),只是起著表面(界面)物理化學(xué)作用。它是電解質(zhì)類物質(zhì),電解質(zhì)類的作用原理在于它溶于水中后能解離出帶電的離子,此離子會被懸浮液中的固體粒子(或膠體粒子)吸附,增大粒子間的排斥力,使粒子均勻分散開,并釋放出由微粒子組成的凝集結(jié)構(gòu)中包裹的游離水,故可提高澆注料的流動(dòng)值,改善作業(yè)性能。 ...

我們從耐火澆注料的角度介紹了外加劑的概念,及不同耐火澆注料性能需求可以添加的外加劑種類。

那么,今天我們就從外加劑的角度,來介紹下不同種類外加劑的成分及作用。

1、抗氧化劑

作用:為了防止耐火材料里的碳被氧化,而人為引入的一種外加劑。

其作用機(jī)理為在使用溫度下,抗氧化劑與氧的親和力比碳與氧的大,優(yōu)先奪取氧而使自身被氧化,而起到對碳保護(hù)的作用。

抗氧化劑氧化后,體積增大,在坯體表面形成一層致密的保護(hù)膜,提高了坯體致密度,增加了氧原子與碳反應(yīng)的難度。而其中可以作為含碳抗氧化劑的材料有金屬及合金粉末、碳化物、氮化物和硼化物等。

2、減水劑(也稱降水劑)

作用:保持耐火澆注料的流動(dòng)值基本不變的條件下,能顯著降低拌合用水量。

減水劑本身并不與材料組成物理化學(xué)反應(yīng),只是起著表面(界面)物理化學(xué)作用。它是電解質(zhì)類物質(zhì),電解質(zhì)類的作用原理在于它溶于水中后能解離出帶電的離子,此離子會被懸浮液中的固體粒子(或膠體粒子)吸附,增大粒子間的排斥力,使粒子均勻分散開,并釋放出由微粒子組成的凝集結(jié)構(gòu)中包裹的游離水,故可提高澆注料的流動(dòng)值,改善作業(yè)性能。

采用屬無機(jī)類減水劑的材料有焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、四聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、超聚磷酸鈉、硅酸鈉等;屬有機(jī)類的有木質(zhì)素磺酸鹽(鈉或鈣)、水溶性樹脂(如磺化三聚氰胺甲醛樹脂),以及聚丙烯酸鈉和檸檬酸鈉等。

3、增塑劑(也稱塑化劑)

作用:一種能提髙濕狀耐火泥料可塑性的物質(zhì),或能提高濕狀泥料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不開裂和潰散的物質(zhì),是可塑和搗打耐火材料用的一種加入物,有的澆注耐火材料和耐火泥漿中也加有增塑劑。

作用在于能增大泥料中粒子之間的潤滑和粘結(jié)作用,使粒子之間產(chǎn)生位移時(shí),仍能保持連續(xù)接觸而不斷裂。

不定形耐火材料常用的增塑劑有塑性黏土、膨潤土、滑石粉、氧化物超細(xì)粉、糊精、甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽、烷基苯橫化物等。

4、促凝劑(或促硬劑)

作用:能縮短耐火澆注料施工后凝結(jié)與硬化時(shí)間的物質(zhì)。

促凝劑的作用機(jī)理是比較復(fù)雜的,隨所用的結(jié)合劑和促凝劑的性質(zhì)差異而不同。如鋁酸鈣水泥用的促凝劑是一類能促使鋁酸鈣礦物加速溶出陽離子(Ca2+)和陰離子的物質(zhì),這樣可使水泥漿中的礦物加速水解-水化反應(yīng),進(jìn)而促使水化物的快速形成析出。

而酸性磷酸鹽結(jié)合劑用的促凝劑是一類能促進(jìn)酸-堿反應(yīng)的活性物質(zhì),這樣加速化學(xué)反應(yīng)生成新的結(jié)合相。因此,不同的結(jié)合劑要采用不同性能的促凝劑。

用鋁酸鈣水泥結(jié)合的澆注料所用的促凝劑,多數(shù)為堿性化合物:如 NaOH 、 KOH 、 Ca(OH)2 、 Na2CO3 、 Na2SiO3三乙醇胺和鋰鹽、硅酸鹽水泥等。用磷酸鹽結(jié)合的澆注料所采用的促凝劑有:活性氫氧化鋁、滑石、NH4F、氧化鎂、鋁酸鈣水泥等。

5、防縮劑(又稱體積穩(wěn)定劑或膨脹劑)

作用:能彌補(bǔ)不定形耐火材料施工成型后,在加熱使用中產(chǎn)生收縮的物質(zhì)稱為防縮劑。

防縮劑的加入量,是根據(jù)材料使用中產(chǎn)生的收縮量而定的,一般為組成物總量的百分之幾。其防縮措施有如下三種:

(1)熱分解法

防縮劑在髙溫加熱過程中會發(fā)生熱分解,分解后產(chǎn)物的摩爾體積大于分解前的反應(yīng)物摩爾體積,從而可補(bǔ)償材料的燒結(jié)收縮。

如用蘭晶石作防縮劑時(shí),加熱到 1300~1400℃ ,蘭晶石會熱分解成 3Al2O3 、 2SiO2 和 SiO2 ,可產(chǎn)生 10%~12% 的體積膨脹效應(yīng)。

(2)髙溫化學(xué)反應(yīng)法

加入的防縮材料,經(jīng)高溫化學(xué)反應(yīng)后,新相的摩爾體積大于原反應(yīng)相的摩爾體積,從而可補(bǔ)償燒結(jié)收縮。

如在鋁一鎂或鎂一鋁澆注材料中,加人適當(dāng)比例的 α- Al2O3 粉和 MgO 粉,借助于 Al2O3 與 MgO高溫反應(yīng)生成尖晶石(MgAl2O4)產(chǎn)生的體積膨脹效應(yīng)而彌補(bǔ)燒結(jié)收縮。

(3)晶型轉(zhuǎn)化法

加入在加熱過程中能產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)化的材料,借助于轉(zhuǎn)化后的晶體的摩爾體積大于轉(zhuǎn)化前的摩爾體積來補(bǔ)償燒結(jié)收縮。

如在硅酸鋁質(zhì)澆注料或可塑料中,加入適量的硅石粉,借助石英轉(zhuǎn)變成鱗石英或方石英,可產(chǎn)生約 12% 或 17.4% 的體積膨脹效應(yīng),而使燒結(jié)收縮得到補(bǔ)償。

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