Вогнетривкі бетони з низьким вмістом цементу порівнюються з традиційними вогнетривкими бетонами з алюмінатного цементу. Обсяг додавання цементу в традиційні вогнетривкі конструкції з алюмінатного цементу зазвичай становить 12-20%, а додавання води зазвичай становить 9-13%. Через велику кількість доданої води литий корпус має багато пор, нещільний і має низьку міцність; через велику кількість доданого цементу, хоча можна отримати більш високу нормальну та низькотемпературну міцність, міцність знижується через кристалічне перетворення алюмінату кальцію при середніх температурах. Очевидно, що введений CaO реагує з SiO2 і Al2O3 у складі, щоб утворити деякі речовини з низькою температурою плавлення, що призводить до погіршення високотемпературних властивостей матеріалу.
Коли використовується технологія ультрадисперсного порошку, високоефективні домішки та наукова градація часток, вміст цементу в литому розчині знижується до менше ніж 8%, а вміст води – до ≤7%, а серія вогнетривкого литого бетону з низьким вмістом цементу може бути використана. підготовлений і введений Вміст CaO становить ≤2,5%, а його експлуатаційні показники, як правило, перевищують показники алюмінатоцементного вогнетривкого лиття. Цей тип вогнетривкого лиття має хорошу тиксотропію, тобто змішаний матеріал має певну форму і починає текти з невеликою зовнішньою силою. Коли зовнішня сила припиняється, вона зберігає отриману форму. Тому його також називають тиксотропним вогнетривким литтям. Самотекучий вогнетривкий бетон також називають тиксотропним вогнетривким бетоном. Відноситься до цієї категорії. Точне значення серії вогнетривких плит з низьким вмістом цементу досі не визначено. Американське товариство випробувань і матеріалів (ASTM) визначає та класифікує вогнетривкі бетони на основі вмісту CaO.
Щільність і висока міцність є відмінними характеристиками серії вогнетривких плит з низьким вмістом цементу. Це добре для збільшення терміну служби та продуктивності виробу, але це також доставляє проблеми з випіканням перед використанням, тобто легко може статися розлив, якщо ви не будете акуратні під час випічки. Явище розриву тіла може вимагати принаймні повторної заливки або може загрожувати особистій безпеці оточуючих працівників у важких випадках. Тому в різних країнах також проводилися різні дослідження випікання вогнетривких плит з низьким вмістом цементу. Основними технічними заходами є: шляхом формулювання розумних кривих печі та введення чудових противибухових агентів тощо, це може зробити вогнетривкі литті. Вода видаляється плавно, не викликаючи інших побічних ефектів.
Технологія ультрадисперсного порошку є ключовою технологією для серії вогнетривких плит з низьким вмістом цементу (наразі більшість ультрадисперсних порошків, що використовуються в кераміці та вогнетривких матеріалах, фактично мають розмір від 0,1 до 10 мкм, і вони в основному функціонують як прискорювачі дисперсії та структурні ущільнювачі. Перше робить частинки цементу високодисперсні без флокуляції, при цьому остання забезпечує повне заповнення мікропор у тілі заливки та підвищує міцність.
Типи надтонких порошків, які в даний час зазвичай використовуються, включають SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 тощо. Питома поверхня мікропорошку SiO2 становить близько 20 м2/г, а його розмір частинок становить приблизно 1/100 від розміру частинок цементу, тому він має хороші характеристики. наповнювальні властивості. Крім того, мікропорошок SiO2, Al2O3, Cr2O3 тощо також може утворювати колоїдні частинки у воді. Коли присутній диспергатор, на поверхні частинок утворюється подвійний електричний шар, що перекривається, для створення електростатичного відштовхування, яке долає силу Ван-дер-Ваальса між частинками та зменшує енергію поверхні розділу. Він запобігає адсорбції та флокуляції між частинками; в той же час, диспергатор адсорбується навколо частинок, утворюючи шар розчинника, що також підвищує текучість заливки. Це також є одним із механізмів ультрадисперсного порошку, тобто додавання ультрадисперсного порошку та відповідних диспергаторів може зменшити споживання води вогнетривкими бетонами та покращити текучість.
Схоплювання та твердіння вогнетривких плит з низьким вмістом цементу є результатом спільної дії гідратного та когезійного зв’язування. Гідратація та твердіння кальцієво-алюмінатного цементу — це в основному гідратація гідравлічних фаз CA і CA2 і процес росту кристалів їх гідратів, тобто вони реагують з водою з утворенням шестикутних пластівців або голок у формі CAH10, C2AH8 і продуктів гідратації, таких як оскільки кубічні кристали C3AH6 і гелі Al2O3аq утворюють взаємопов’язану мережеву структуру конденсації-кристалізації під час процесів затвердіння та нагрівання. Агломерація та зв’язування відбувається за рахунок активного ультрадисперсного порошку SiO2, який утворює колоїдні частинки при зустрічі з водою та зустрічає іони, які повільно дисоціюють із доданої добавки (тобто речовини електроліту). Оскільки поверхневі заряди обох протилежні, тобто поверхня колоїду має адсорбовані протиіони, що спричиняє зниження потенціалу та конденсацію, коли адсорбція досягає «ізоелектричної точки». Іншими словами, коли електростатичне відштовхування на поверхні колоїдних частинок менше, ніж їх притягання, когезійний зв’язок відбувається за допомогою сили Ван-дер-Ваальса. Після конденсації вогнетривкої суміші, змішаної з кремнеземним порошком, групи Si-OH, утворені на поверхні SiO2, висушуються та зневоднюються, утворюючи сітчасту структуру силоксану (Si-O-Si), таким чином тверднучи. У структурі силоксанової мережі зв’язки між кремнієм і киснем не зменшуються з підвищенням температури, тому міцність також продовжує зростати. У той же час при високих температурах мережева структура SiO2 буде реагувати з загорнутим в неї Al2O3, утворюючи муліт, який може підвищити міцність при середніх і високих температурах.
Час публікації: 28 лютого 2024 р
