耐火浇注料如何分类
来源：未知 发布时间：2022-06-01 浏览次数：
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不定形耐火材料通常又称为耐火浇注料、散状耐火材料，是由一定级配的耐火骨料和粉状物料与结合剂、外加剂混合而成，不经过成型和烧成工序而直接使用的一类耐火材料。耐火浇注料是由耐火骨料、细粉、添加剂和结合剂组成，经过配料、混炼而成的耐火混合料。耐火浇注料是不需高温烧成，经过施工烘烤后直接使用，且生产工艺简单、节约能源和劳动力、可机械化施工、整体性好、易修补和寿命高的新型耐火材料。耐火浇注料通常根据气孔率的大小、选用的结合剂或结合方式、骨料的种类和施工方式进行分类。按胶结方式分类，耐火浇注料可分为水合结合耐火浇注料、化学结合(含聚合结合)耐火浇注料、水合和聚合共同结合的耐火浇注料(典型代表为低水泥结合耐火浇注料)和凝聚结合耐火浇注料四大类型。按结合剂和某些材料的特殊作用进行分类，可分为以下7类：(5)ρ-Al₂O₃(水合Al₂O₃)结合耐火浇注料;根据原料组合，耐火浇注料可以分为氧化物系耐火浇注料、非氧化物系耐火浇注料和复合耐火浇注料。氧化物系耐火浇注料又可细分为非碱性耐火浇注料和碱性耐火浇注料。根据施工方式，耐火浇注料(体)可分为振动施工型耐火浇注料和自流型耐火浇注料两大类。根据耐火浇注料是否含水泥成分或CaO含量可简单地分为普通耐火浇注料、低水泥耐火浇注料、超低水泥耐火浇注料和无水泥耐火浇注料四大类。耐火浇注料中骨料颗粒对其性能有着重要的影响，特别是对材料抗热震(断裂)性能的影响非常明显。由于材料内应变能的降低与颗粒尺寸的立方成比例，而由断裂引起的表面能的增加却只与颗粒尺寸的平方成比例，因而自发的裂纹主要发生在大颗粒中。这样一来，就可以向耐火浇注料中配入一部分大颗粒来提高材料的非线形性状，因为强度较高的大颗粒会使裂纹转向，改善晶间裂纹性能。以前人们就发现，使用适当体积分数的粗骨料即可阻止裂纹的扩展。例如，在电炉顶部三角区及中心区域使用的刚玉质耐火浇注料中配入约30mm大颗粒(其用量为25%)时就能阻止裂纹的扩展。实际使用结果也表明，这种材质大大提高了使用寿命。因为这种材质在一定的应力阶段，在裂纹顶端附近区域可形成许多微裂纹，结果则需要更多的能量才能导致裂纹扩展的发生。其原因是原有裂纹伸长和新裂纹形成所需要的能量同原有裂纹伸长所释放的能量达到平衡时，原有裂纹开始扩展，而微裂纹区域也逐渐扩大。后者也需要消耗一部分能量，因而对原有裂纹的扩展有抑制作用。同时，上述耐火浇注料中骨料颗粒的弹性模量一般都高于基质的弹性模量，所以骨料颗粒对原有裂纹的扩展有阻碍作用。在骨料模数与基质的£模数的比值越大时，原有裂纹顶端离骨料表面越近，骨料颗粒尺寸越大时，骨料的阻裂作用也就越大。通过在耐火浇注料内弥散一些棒状或片状骨料也有可能提高耐火浇注料的非线形性状，而使材料具有高的抗热震性。耐火浇注料+水混合制成耐火浇注料浆体是其施工中极为重要的工序。混合是在专门的混合设备中以恒定的速度完成的。在混合过程中产生的混合作用力、混合均匀所需要的时间以及耐火浇注料浆体的温度都会提高。耐火浇注料混合物中都含有一定数量的细粉和微粉，而粉体一般都具有自然团聚倾向。粒子的黏附团聚的作用力是范德华力和水存在下的毛细管力，而且两者在不同组成粉体中的作用更加复杂。在加水初期，粒子会被所谓的吸附层的液膜覆盖，同时粒子间出现连接“液桥”。吸附层重叠便产生了吸附力而导致粒子聚结。该吸附力随着粒子的接触面扩大而增大，随之便提高了团聚体的强度。在进一步加水或改善粒子中水使之分开时，又可提高被水包裹粒子的数量，同时增大转矩。当水含量达到临界(转折)水平时，便会在粒子间形成“液桥”。系统的抗剪切力则急剧增大(此时有毛细管吸引力作用)。通常，抗剪切力是随着粒子表面积的增加(即粉料粒径的减小)而增大(因为有过量的“液桥”形成)。当耐火浇注料中水正好足以充填粒子间的空隙(气孔)，并覆盖粒子表面达到临界值(转折点处)时，毛细管力最强。进一步加水便会导致“液桥”数量急剧减少，随之泥料(浆体)的抗剪切力也会下降。耐火浇注料在加水混合的初期阶段往往会形成含水的团聚体(有的团聚体内还包裹有大量的自由水即非吸附水)，它会严重影响耐火浇注料浆体的流变性能。因此，只有将这些团聚体打散以形成较小的移动单体(粒子或粒子团)，耐火浇注料浆体才能具有流变性能。耐火浇注料的混合历程需要经历以下三个过程：①打破干粉料的团聚体，并使粉料粒子均化;②将水加入粉料中，使其由干粉状转变为流态状，此过程需要有足够的混合能，通常称为耐火浇注料的转折点(转变点);③加完所需的全部水之后，将材料混合到适宜的稳定状态和均质状态。有时，在最终阶段可施加高的剪切速率以补偿前两过程混合不足的影响。混合时由于细粒子形成的团聚体，因范德华效应的增强和粒子尺寸的减少产生的毛细管力的作用而变得更强。因此，混合过程中必须克服这些力，才能破坏团聚体，使对应的耐火浇注料浆体均化。经常有一些朋友微信上问有没有耐火材料配方可卖的？配方是一个企业产品的技术核心，很少会进行出售的，对外所公开的配方及专利是常规的一个配比，其中的一些特殊成分或者是具体的质量分数这些都是企业技术人员经过多次研究、实验、以及在实践中所得出来的，一般是不会轻易进行出售的。因此如果遇到一些说是出售配方的，大部分都是专利配方等常规的一些数据，小编最近也一直在整理不定型耐火浇注料近几年的专利配方案例，整理完之后会通过微信公众号分享给大家。
选用电熔白刚玉、烧结致密氧化铝或者板状氧化铝等作为全铝耐火浇注料的主原料(骨料颗粒和细粉)，而以水合氧化铝(ρ-Al₂O₃等)和活性α-Al₂O₃(超微粉)等作为结合剂，活性氧化铝(选用γ-Al₂O₃、活性α-Al₂O₃、双峰氧化铝)作为填料，并添加高效外加剂(其用量一般小于0.5%，如聚烷基苯磺类和木质素磺酸盐类等)。根据材料目标性能和使用要求选择配比系数q值(颗粒分布PDS)，并对细粉(-0.1mm)部分颗粒进行优化。下表列出了全铝耐火浇注料颗粒尺寸分布是其配方设计的重要例子。可以作为设计全铝耐火浇注料配方时的参考。
CA-60水泥耐火浇注料具有快硬高强特点，它的最高使用温度约为1500℃，常用配合比见下表。
CA-50水泥耐火浇注料是以CA-50水泥作结合剂，与耐火骨料和粉料或掺外加剂按比例配合并经加水搅拌、成型及养护后制成的。其特点是快硬高强，价廉易得，施工方便。CA-50水泥耐火浇注料广泛用于轧钢加热炉等热工设备，比如锅炉和石化行业窑炉。其常用配合比见下表。
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