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耐火材料化學(xué)結(jié)合劑的應(yīng)用

    所謂化學(xué)結(jié)合,系指利用酸或堿等的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的結(jié)合,具有代表性的是磷酸鹽系統(tǒng),堿金屬硅酸鹽系統(tǒng)。此外,近年來又利用酚醛樹脂一類結(jié)合劑,在常溫或干燥溫度下發(fā)生反應(yīng)硬化,即所謂樹脂結(jié)合。

磷酸鹽硬化劑

    通常多是將磷酸鋁與氧化鎂配合使用,除此之外,還研制成各種磷酸鹽類結(jié)合劑,以及氧化 鎂以外的硬化劑,一般情況下使用較困難,所以除特殊用途外,不使用此類結(jié)合劑。 

堿金屬硅酸鹽硬化劑 

    一般采用硅酸鈉(水玻璃)與硬化劑氟硅化鈉反應(yīng)而生成nSiO2起結(jié)合作用,其反應(yīng)如下: 

2(Na] 0-NSI02)NA2SIF6-6NAF+(2n+1 )Sio2

2NA-$i0+1/2 Na2SIF6+XH2o

Na20+1/2 SIO2 ZH2 0+3NAF

3(Na2 O-nsi02h NA2SIF6--6 NAF+ Na2 SIF6+nsi

    但無論是哪一種反應(yīng),由于其生成物為低熔點(diǎn)物質(zhì),因而不能用來作高溫結(jié)合劑,多半用來生產(chǎn)低溫用耐火澆注料。

酚醛樹脂硬化劑 

    當(dāng)不定形耐火材料需要常溫硬化時,通常多采用甲階酚醛樹脂及硬化劑。

水化結(jié)合 

    在不定形耐火材料中主要使用鋁酸鹽水泥、純鋁酸鈣水泥作水合結(jié)合的代表性結(jié)合劑,利用氧化鋁微粉或分散劑,即可起到結(jié)合作用。

陶瓷結(jié)合 

    由于需用一定的熱量,所以很少單獨(dú)使用此種方法,而且需要采用與常溫結(jié)合不同的結(jié)合劑最具代表性的結(jié)合劑為粘土,常溫時起凝集結(jié)合作用,高溫時起陶瓷結(jié)合作用。盡管粘土還存在著缺點(diǎn),但是用它作不定形耐火材料的結(jié)合劑時也有著許多優(yōu)點(diǎn),可用于生產(chǎn)凝集結(jié)合形澆注料。

    除此之外,還可用金屬粉作陶瓷結(jié)合劑,特別是采用硅粉及鋁粉者居多。加入金屬粉的優(yōu)點(diǎn)是可以在較大范圍內(nèi)提高高溫強(qiáng)度。另外,Si與C發(fā)生反應(yīng),生成B-SiC,而金屬AI與之反應(yīng)則生成ALC3。如果發(fā)生氧化,僅形成SiO2及A2O),在耐火材料組成方面較少出現(xiàn)問題。金屬鋁和硅除了作為結(jié)合劑使用之外,還可以用含碳耐火材料的防氧化劑及耐火澆注料的防爆劑。由此可見,使用金屬粉有許多突出優(yōu)點(diǎn)但是由于其反應(yīng)能力較強(qiáng),在不定形耐火材料中使用時要有一定限制。

總結(jié)

    首先,要提高純度,提高熔點(diǎn)。通常使用的結(jié)合劑容易生成較多的低熔點(diǎn)相,應(yīng)將低熔點(diǎn)結(jié)合劑改為高熔點(diǎn)結(jié)合劑,而且其加入量亦應(yīng)適當(dāng)減少。

    例:純鋁酸鈣水泥一高鋁澆注料(含水泥5%左右)→凝集結(jié)合澆注料,另外,降低水分也很重要。對于不定形耐火材料來說,施工中用水混練時,必須進(jìn)行干燥而且水分越多,越容易形成多孔體。就耐火材料的強(qiáng)度和抗侵蝕性而言,氣孔越少,這兩項性能越好。此外,各種結(jié)合劑的配合使用也很重要。將硬化形式不同的而且特點(diǎn)也不同的各種結(jié)合劑配合使用,可使不定形耐火材料從低溫到高溫具有均勻的強(qiáng)度,并有效防止脫落。 

 

 

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