耐火材料工艺学不定形耐火材料

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1、第九章不定形耐火材料一、定义：由耐火骨料和粉料、结合剂、外加剂以一定比例共同组成的，不经成型和烧成而直接使用或加适当液体调配后使用。也称散状耐火材料BulkRefractories（无固定外形、可制成浆状、泥膏状和松散状）或整体耐火材料MonolithicRefractories（可制成无接缝的整体耐火材料）。二、不定形耐火材料的发展不定形耐火材料的发展中，结合剂的使用是关键。根据结合剂的发展，可以把不定形耐火材料的发展分为如下几个阶段：1）1914年～20世纪60年代中期：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、水玻璃和磷酸盐等结合剂的使用，与普通耐火骨料和粉料配制成不定形耐火材料；

2、2）20世纪60年代～70年代后期：开发出硫酸铝、聚合氯化铝、磷酸钠、烧结和电熔氧化铝水泥、粘土等，提高了不定形材料的高温使用性能；3）20世纪80年代初至今：复合结合剂、超微粉及高效外加剂的使用，配制成功低水泥、超低水泥和无水泥浇注料，性能显著提高。传统浇注料用水量大于10％，而高技术浇注料用水量在4％左右。三、不定形耐火材料的分类1、按耐火骨料品质分类2、按所用结合剂分类3、按施工和使用方法分类（该方法在实际使用中最多）4、按热工设备或使用部位命名（技术文本或商务上使用较多）耐火浇注料耐火捣打料耐火喷涂、喷补、涂抹料耐火泥（浆）耐火投射料四、不定形耐火材料的主要特点

3、工厂占地面积小，投资少，能耗低；生产过程简便，劳动强度低；供货周期短；适用性强，可制成任何形状的构筑物；施工简便，直接使用或调配后使用；使用方便，可进行在线或离线修补；缺点：体积稳定性不好、气孔率较高、耐侵蚀能力一般不强、质量波动较大，使用后拆卸困难、现场须配备专用施工设备等。第一节不定形耐火材料用结合剂一、定义：胶结耐火骨料和粉料，并使不定形耐火材料产生强度的材料。耐火砖通过干燥或烧成产生陶瓷结合或直接结合。不定形耐火材料使用前未经高温烧成，颗粒间只能靠结合剂的作用使其粘结为整体，使构筑物或制品具有一定的强度。良好的凝结硬化特性，满足施工使用强度；分散性能好，良好的润

4、湿性，可与粒状和粉状物料表面最大限度的接触，提高材料的致密性；硬化时的体积稳定性较好，耐火性能高；无其它危害作用；二、不定形耐火材料对结合剂的要求无机结合剂：1)硅酸盐类2)铝酸盐类3)磷酸盐类4)硫酸盐类5)氯化物类6)溶胶类三、结合剂的分类1、按化学性质分类：有机和无机结合剂；1)水硬性结合剂2)气硬性结合剂3)热硬性结合剂2、按硬化条件分类四、结合剂的结合方式结合剂的结合方式大致可以分为五类1、水合结合：借助于常温下，结合剂与水发生反应生成水化产物而产生的结合。2、化学结合：借助于结合剂与硬化剂或结合剂与耐火材料之间在常温下发生化学反应，或加热时发生化学反应生成具

5、有结合剂作用的化合物而产生结合。3、聚合结合：借助于催化剂或交联剂，使结合剂发生缩聚形成网络状结构而产生结合强度。如：甲阶酚醛树脂加酸作催化剂或加热时可产生如下缩聚反应而产生较好的结合强度。4、陶瓷结合：指低温烧结结合，即在散状耐火材料中加入可降低烧结温度的助剂或金属粉末，以大大降低液湘出现温度，促进低温下固－液反应而产生低温烧结结合。5、粘附结合：借助于以下几种物理作用之一而产生结合的。1）物理吸附作用（范德华力）；2）扩散作用3）静电作用产生粘附结合的结合剂多数为有机结合剂，即在常温下或低温下起结合作用、经中温和高温热处理后会燃烧掉，如糊精、羧甲基纤维素，纸浆废液(

6、木质素磺酸盐)、糖蜜、阿拉伯树胶等。五、几类结合剂的凝结（硬化）机理1、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的硬化机理，是指具有水硬性的铝酸钙矿物与水发生化学反应而实现胶凝的过程。结合剂铝-50水泥铝-60水泥铝-70水泥烧结氧化铝水泥电熔氧化铝水泥主要矿相CACA2,CA（次之）CA2CA2,CA（多）CA,C12A7（少）熔点，℃16001750175017501450特点水化较快水化较慢水化较慢水化较慢速凝水化产物C3AH6+AH3浇注料使用温度，℃14001500160018001800烧结氧化铝水泥和电熔氧化铝水泥属于纯铝酸钙水泥（工业氧化铝＋优质石灰石制成），其它的为高铝水

7、泥（铝矾土＋石灰石制成）。铝酸盐水泥耐火浇注料CAH10和C2AH8都属于六方晶系，呈片状或针状，互相交错，重叠搭配，可形成坚强的结晶联生体。氢氧化铝凝胶γ－AH3填充于晶体的空隙内。同时，水化产物结合水量较大，故能很快形成比较致密的浆体结构，早期强度显著增长。CAH10和C2AH8为亚稳相，经过一段时间加热后，会逐渐转化为稳定的C3AH6(立方晶，粒状晶体，晶体间结合能力差)。强度比较：CAH10>C2AH8>C3AH6水玻璃是由正硅酸钠(2Na2O·SiO2)、偏硅酸钠(Na2O·SiO2)、二硅酸钠(Na2O·2SiO2)和胶体Si