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        耐材行業資訊

        耐火澆注料及結合劑高鋁質水泥知識介紹

        編輯:耐火磚???瀏覽:???時間:2021-04-28

        近幾年來,不定型耐火材料在耐火材料總量中的比重不斷增加,其中,澆注料是增加多的,而澆注料用量的增加主要是由于發展了低水泥和超低水泥混合澆注料技術。
         
         
        高鋁質水泥在耐火材料中澆鑄的成分
        高鋁質水泥又稱以鋁酸鈣為主的水泥。熟料中以鋁酸鈣為主,鋁氧比約為50%,研磨成的水硬膠凝材料,稱為高鋁水泥。鋁酸鈣水泥是不定型耐火材料,尤其是用于澆鑄耐火材料的基粘結劑,很少用來生產耐火磚。
        高鋁質水泥的化學成分主要是Al2O3和CaO,有些還含有大量的Fe2O3和SiO2。這些礦物的成分包括:鋁酸一鈣CaO·Al2O3(CA)、二鋁酸鈣CaO·2Al2O3(CA2)、七鋁酸十二鈣12CaO·7Al2O3(C12A7)和含夾雜物鈣黃長石3CaO·Al2O3·SiO2(C2AS)、鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)等五種礦物。
         
        高鋁質水泥的運輸和儲存
        在運輸、貯存過程中,要特別注意防潮,延長貯存期,避免對產品性能造成影響;
        在運輸、儲存和使用鋁酸鹽水泥時,應避免接觸其他品種的水泥(如硅酸鹽水泥等)和有害雜質(如石灰等);
        鋁酸鹽水泥使用時,攪拌用水應保持純凈,以免產生有害雜質,影響產品性能。
        一般采用的是以鋁酸鹽水泥為粘結劑的低水泥耐火澆注料,在鋁酸鹽水泥粘結的耐火澆注料中,很大一部分產品在施工后的養護過程中,坯體表面易出現一些損壞現象,輕則造成坯體表面粉化剝落,重則直接導致坯體失去粘結強度而粉化坍塌。
        水泥漿耐火澆注料
        特別是對大型澆注料預制塊來說,是一種巨大的損失,如高爐鐵溝、渣溝預制塊產生的表面粉化現象尤為嚴重,因此,針對這一現象,對其破壞機理進行了分析,制定了切實可行的方法和對策,以避免或減輕澆注料表面的破壞。
         
        水泥耐火澆注料表面無明顯損壞現象。
        一般在低水泥耐火澆注料生產后自然養護過程中,24h內為自然反應排氣階段,坯體微熱,表面慢慢硬化,3~5天后表面便會出現起皮現象,在氣泡孔周圍出現細小的白色顆粒,用手輕按即可發現3~5mm表面已發軟,并逐漸粉化剝落,有的甚至達到10~15mm,這必然會影響到產品的結構強度,從而大大降低產品的使用壽命,以致無法使用。將剛澆注的冷凝試樣和粉化后的試樣進行物理指標測試。
         
        水泥低耐火澆注料表面破損原因分析
        2.1“堿性雜質”造成的表面發粉。
        抗火澆注料配方中,主要耐火原料、水泥、鈉鹽外加劑等,均含有可溶性鈉,低檔耐火原料中堿金屬雜質含量較高,外加劑也會引入鈉離子,水泥用量增加,體系堿度提高,同時產生較多的水化礦物相,在這些可溶堿的作用下發生一系列反應。
        澆注料中可溶性堿遇水解時,與空氣中的二氧化碳發生反應生成碳酸鹽,而水泥則發生水化,兩者將繼續發生反應。持續分解鈣化
        當水泥水化產物存在時,上述反應將循環進行,產物不斷分解,澆注料坯體將由表面到里破壞。
        澆注料中可溶堿的存在,提高CO2的溶解度,是提高反應速度的重要前提。隨著體系堿含量的增加,水化礦物相的增多,對反應有利。
        2環境溫度和濕度保持。
        澆注料澆注成型后,一般養護溫度在15~20℃之間,大型預制塊,為提高養護強度,會進入低溫窯進行30~35℃的養護,通過觀察,養護溫度提高可提高坯體的強度,延長其使用壽命,而且坯體表面的粉化現象也相應減少。結果表明,毛坯養護環境溫濕度,是造成損壞的主要因素。一般來說,濕度越大,越容易潤濕澆鑄坯體內的氣孔,濕潤條件下澆鑄坯體內的可溶性堿更容易分解,如上文2.1所述,反應進行得較平穩。
        2.3毛坯致密度效應。
        鑄坯的致密度也是造成澆注料表面粉化的重要因素,當鑄坯致密度較低時,氣孔增大,空氣中的水分、二氧化碳可更容易擴散到鑄坯,使破壞反應發生,造成鑄坯由表及里分解粉化。
        2.4建筑工程加水量的影響
        澆鑄料的初期強度和施工性能與施工加水量有很大的關系,多加水量施工性能較好,但對坯體的初期強度和致密度有一定的負面影響,而多加水量又會增加加水量的水化反應,更容易造成坯體表面粉化。加水量控制好了,又很難達到施工性能要求,因此施工加水量也是造成破壞的影響因素。
         
        三是解決澆注料表面損壞的方法。
        針對目前澆注料表面損壞的原因進行了分析,提出了相應的預防和減少表面損壞的措施。
        3.1原料純度高。
        高純、高致密度的原料,可降低可溶性堿金屬的含量,如鋁礬土耐火材料骨料可盡量選擇旋轉窯鍛燒,雜質少,體積密度高,或采用致密剛玉為骨料,對于未鍛燒的原料,在嚴格控制雜質含量的同時,也可盡量減少對加入量的控制。
         
        3.2合理選擇摻合料的種類。
        常規澆注料外加劑多采用木質素鈣鹽和鈉鹽,使澆注料堿金屬含量增加,加速了水化分解反應,經調整后,研制出新型復合減水劑,減少鈣鹽的添加,并嚴格控制添加量,經實驗室驗證后投入生產,改變外加劑種類,達到佳添加量,坯體表面粉化現象得到改善,從3~5天延長至一周左右,同時坯體強度也得到提高。如此,再結合干燥時間的控制,盡早干燥,提高早期強度,現在很少發生坯體表面粉化。
        3.3建筑用水控制。
        為了減少其他可以提高水泥水化速度的外加物的進入,加強了施工水質的控制,在生產前在大的容器內對水進行沉淀,避免水混濁和混雜等。
        3.4控制施工環境。
        為減少和降低澆注料表面與空氣的接觸,采用表面覆蓋法封閉表面氣孔,大限度地隔離向澆注料坯體擴散的二氧化碳和蒸汽,從而防止破壞反應。與此同時,為了使坯體盡早干燥,加強了廠房的保溫,并在必要時將坯體進行低溫窯干燥脫模,使坯體在36h佳養護期內硬化,確保澆注體強度。
        四是結論。
        經上述分析,按照相應的解決方法,并在生產實踐中進行了試驗,現已取得了明顯的效果,在保證施工質量的前提下,使預制塊表面的粉化層厚度由5mm左右降低到基本消失,同時,施工加水量減少2%,澆注料強度提高近10MPa,為提高預制塊的使用壽命起到了良好的作用。
         
        高純剛玉耐火澆注料
        高純剛玉耐火澆注料在大中型超高功率電爐蓋三角板、LF鋼包蓋等處應用,其使用壽命相當于或超過進口材料,降低了企業成本,也方便了用戶。
        在耐火粉料中加入適量氧化鋁和活性二氧化硅粉;第1項標號用CA-80水泥作粘結劑,其余編號用CA-70水泥作粘結劑。分散劑和減水劑均加入。這種水泥一般容易發生速凝現象,影響施工性能。如果出現這種情況,應加入緩凝劑,如草酸和檸檬酸鈉,以保證澆注料的流動性和密實性。Al2O3和CaO的總含量在編號4和6的范圍內大于95%,高達98.7%,表明原料純度較高。體積密度大、強度高,但在1500℃或1600℃時,燒后線變化為收縮。
         
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