鞏義市孝義紅衛(wèi)粘合劑廠
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▍行業(yè)知識
不定形耐火材料的定義說明
一、不定形耐火材料的定義
根據(jù)GB/T18930-2002“耐火材料術(shù)語”的定義,不定形耐火材料(Unshaped refractory,monolithic refractory)是指由骨料、粉料、結(jié)合劑和添加劑組成的混合料。以交貨狀態(tài)直接使用,或加入一種或多種不影響其耐火性能的合適的液體后使用。英國ASTM標(biāo)準(zhǔn)C71-01a對其定義為“A refractory which may be installed in situ,whithout joints to form an integral structure”(可以現(xiàn)場筑襯施工,不生產(chǎn)接縫而形成整體結(jié)構(gòu)的耐火材料)。“不定形”的含義,是指以干態(tài)或濕態(tài)的混合料交貨,可以沒有固定的外形。但澆注料也可以制備成預(yù)制件交貨,稱“不定形”并不貼切。因而國內(nèi)外近年來也將不定形耐火材料稱為“整體耐火材料”(Monolithic refractory)。我國于1977年正式采用“不定形耐火材料”這一名稱。
注:耐火骨料一般是指粒度大于0.088mm的顆粒狀耐火原料,在不定形耐火材料中起骨架作用,對材料性能有決定作用。粉料也成細(xì)粉,一般是指粒徑小于0.088mm的物料,起填充骨料之間孔隙和聯(lián)結(jié)骨料的作用。通常將粒徑小于5μm的細(xì)粉稱為超細(xì)粉或微粉。
二、不定形耐火材料的分類
在實(shí)際中,按不定形耐火材料的施工方法而作的分類較為常用,主要品種有耐火澆注料、耐火噴射料、耐火可塑料、耐火涂抹料、耐火搗打料、耐火壓入料、耐火泥漿等。
1.耐火澆注料
耐火澆注料(Refractory castable)是由耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑和水(或其他液體結(jié)合劑)按一定比例配成的混合料,在外力或重力作用下有良好的流動性,經(jīng)澆注、密實(shí)和養(yǎng)護(hù)使其凝結(jié)硬化,然后按一定制度烘烤后形成足夠強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而投用的不定形材料。
耐火澆注料可以硅酸鋁質(zhì)熟料、剛玉質(zhì)材料或堿性耐火熟料為骨料;輕質(zhì)澆注料以膨脹珍珠巖、蛭石、陶粒、氧化鋁空心球?yàn)楣橇稀=Y(jié)合劑用鋁酸鈣水泥、水玻璃、硅酸乙酯、聚合氯化鋁、粘土或磷酸鹽等。外加劑視使用情況而定,其作用在于改善施工性能和提高理化性能。
2.耐火噴射料
耐火噴射料(Refractory gunning mixes)是由耐火骨料粉料、結(jié)合劑、外加劑和水組成,用壓縮空氣運(yùn)送并獲得動能,經(jīng)特定的噴槍被投射到冷表面或熱表面進(jìn)行施工的不定形耐火材料。
對于冷物料的耐火噴射料,可分為干法、半干法(潮式)和濕法噴射三種。
耐火噴射料既可用于修補(bǔ)爐襯,也可用于構(gòu)筑新襯和形成保護(hù)性涂層。噴射料的施工方法實(shí)際上是把運(yùn)輸、澆注和搗固合為一個(gè)工序,不需支架,不需或只需單面模板,工序簡單,效率高,有廣泛的實(shí)用性。當(dāng)用于修補(bǔ)局部發(fā)生過早損壞而大部分還較好的爐襯時(shí),可有效延長爐襯整體使用壽命、降低耐火材料消耗。
3.耐火可塑料
耐火可塑料(Refractory plastic)是由耐火骨料粉料、結(jié)合劑、增塑劑(多為粘土)和液體(水)組成的、呈泥膏狀的,在較長時(shí)間內(nèi)具有較高可塑性的不定形耐火材料。
耐火可塑料適合施工體積較小、狹窄復(fù)雜的部位和要求結(jié)構(gòu)輕化的部位。耐火可塑性的施工一般采用搗、壓使其密實(shí),加熱后硬化。
與致密高強(qiáng)的耐火澆注料相比,耐火可塑料具有體積密度小、熱態(tài)韌性好、抗熱震性和抗剝落性好等特點(diǎn),可用于各種加熱爐、均熱爐、退火爐、滲碳爐、電爐和燒結(jié)爐等。使用溫度可從5000C到19000C,依使用要求和本身材質(zhì)而定。
4.耐火涂抹料
耐火涂抹料(Refractory coating mixes)由顆粒較小的耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑和必要液體組成的膏狀或漿狀的不定形耐火材料。
可涂覆在其它耐火材料襯體上,施工厚度一般不大。
耐火涂抹料在高溫工業(yè)中的應(yīng)用主要在三個(gè)方面:制作襯體,如中間包工作襯;用做保護(hù)層,如耐火纖維襯表面的涂層;用于密封。
根據(jù)使用要求和施工方法的不同,耐火涂料有配制成泥膏狀和泥漿狀等形態(tài)。所用結(jié)合劑因材質(zhì)而異,如配制連鑄中間包用堿性涂料磷酸鹽、聚磷酸鹽、硫酸鎂;配制高鋁質(zhì)涂料則用粘土、磷酸二氫鋁、鋁鉻磷酸鹽、水玻璃等。
5.耐火搗打料
耐火搗打料(Refractory ramming mixes)是由耐火骨料、粉料、結(jié)合劑和必要液體組成的使用前無粘附性、可塑性低或不具可塑性,用強(qiáng)力搗打方能密實(shí)的不定形耐火材料。
耐火搗打料一般用于要求施工節(jié)奏快、施工體積較小、狹窄復(fù)雜的部位。主要應(yīng)用在諸如單出鐵口的高爐出鐵溝、煉鋼爐爐底、出鋼槽、感應(yīng)爐內(nèi)襯、電爐頂以及回轉(zhuǎn)窯落料部位、石化爐內(nèi)襯等。
材質(zhì)有硅質(zhì)、粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、鋯英石質(zhì)、碳化硅質(zhì)、碳質(zhì)、鎂質(zhì)等。根據(jù)搗打料材質(zhì)和使用條件,可采用與澆灌料相似的無機(jī)結(jié)合劑或有機(jī)結(jié)合劑,如水溶性的糊精、羧甲基纖維素、木質(zhì)素、磺酸鹽、聚乙烯醇;抗水而具有熱可塑性的石蠟、瀝青、焦油、酚醛樹脂、無規(guī)聚丙烯等。
6.耐火壓入料
耐火壓入料(Refractory injecting mixes)是由細(xì)小的耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑和必要液體組成的采用專用泵在壓縮空氣或機(jī)械壓力作用下能發(fā)生擠壓填充的不定型耐火材料。
耐火壓入料主要用于高爐爐身、高爐出鐵口、回轉(zhuǎn)窯爐襯熱點(diǎn)部位、RH上升管及頂?shù)讖?fù)吹STB轉(zhuǎn)爐小爐爐底、轉(zhuǎn)爐出鋼口等。
7.耐火泥漿
耐火泥漿(Refractory mortar)是由粉狀耐火物料、結(jié)合劑、外加劑和必要液體組成的膏狀或漿狀的不定形耐火材料,主要用于磚砌襯的接縫或灌漿。
耐火泥漿可廣泛用于熱風(fēng)爐、高爐、焦?fàn)t、魚雷罐、鐵水包、轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包、加熱爐、均熱爐、玻璃窯、有色金屬冶煉爐、石化爐的磚砌襯。要求耐火泥漿有良好的施工性和與基體材料的匹配性,避免由于磚縫火泥不耐用而發(fā)生穿透性破壞。
三、不定形耐火材料的特點(diǎn)
同燒成耐火制品比較,不定形耐火材料具有如下特點(diǎn):
(1)制備工藝簡單,生產(chǎn)周期短,勞動生產(chǎn)率高;
(2)適應(yīng)性強(qiáng),使用時(shí)不受工業(yè)窯爐結(jié)構(gòu)形狀限制,可制成任意形狀;
(3)整體性好,氣密性好,熱阻大,可降低工業(yè)爐熱損失、省能源;
(4)便于機(jī)械化施工,省工省時(shí);
(5)對于損壞的工業(yè)爐內(nèi)襯易于用不定形耐火材料進(jìn)行修補(bǔ),延長襯體使用壽命、降低耐火材料消耗。
因此不定形耐火材料現(xiàn)已逐漸取代部份燒成耐火制品而得到廣泛應(yīng)用,在冶金工業(yè)使用不定形耐火材料的比例己占耐火材料總使用量的40%以上。
不定形耐火材料的制備工藝,包括材質(zhì)的選擇、顆粒級配的確定、結(jié)合劑和外加劑的選用、以及加工流程的確定,是根據(jù)使用條件和使用環(huán)境、以及所采用的施工方法來確定的。配制不定形耐火材料的粒狀原材料總稱為耐火集料。
四、不定形耐火材料的結(jié)合劑
結(jié)合劑(Binder)是指能將耐火骨料和粉料膠結(jié)起來,并使之在養(yǎng)護(hù)、干燥和加熱后產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的起結(jié)合作用的物質(zhì)。結(jié)合劑是不定形耐火材料的重要組成部分。結(jié)合劑在一定條件下,通過水合、化合、聚合、粘附和凝聚結(jié)合等作用,使拌合物具有足夠強(qiáng)度。
用作不定形耐火材料的結(jié)合劑,不但要求具有較好的冷態(tài)和熱態(tài)結(jié)合強(qiáng)度,而目還要求具有合適的作業(yè)性能(施工性能)和高溫使用性能。
不定形耐火材料用的結(jié)合劑,隨被膠結(jié)的材料的性質(zhì)及使用條件不同而異,種類繁多,一般是按結(jié)合劑的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)合劑的硬化條件進(jìn)行分類。
按結(jié)合劑硬化條件分類有水硬性、氣硬性和熱硬性結(jié)合劑。
(1)水硬性結(jié)合劑,是指與散狀耐火集料混合后、加水混練并成型后,在常溫潮濕條件下
養(yǎng)護(hù)、經(jīng)水化反應(yīng)能產(chǎn)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑。如硅酸鹽水泥、鋁酸鈣水泥。
(2)氣硬性結(jié)合劑,與散狀耐火集料混合、成型后,在常溫自然十燥條件下養(yǎng)護(hù)即可發(fā)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑。但這類結(jié)合劑使用時(shí)一般要加促凝劑(硬化劑)方可發(fā)生凝結(jié)與硬化,如用水玻璃結(jié)合劑時(shí)要加入氟硅酸鈉促凝劑,用磷酸一氫鋁結(jié)合劑時(shí)要加入鋁酸鈣水泥或氧化鎂等作促凝劑。
(3)熱硬性結(jié)合劑,與散狀耐火材料集料混合混練成型后,需經(jīng)加熱烘烤(一般為105 -350℃)方可發(fā)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑。
結(jié)合劑的選用原則:
不定形耐火材料施工成型后和使用中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要是由結(jié)合劑提供的,因此結(jié)合劑是不定形耐火材料的主要成份之一,但選用結(jié)合劑進(jìn)必須遵循如下原則:
(1)結(jié)合劑性質(zhì)必須與被結(jié)合耐火材料性質(zhì)相匹配。酸性、中性耐火材料可以用酸性、中性和弱堿性結(jié)合劑,而堿性耐火材料則不可以直接使用酸性結(jié)合劑,只能使用中性或堿性結(jié)合劑,若在還原性條件下使用也可選用半永久性有機(jī)類結(jié)合劑。含碳和碳化硅不定形耐火材料多半采用有高殘?zhí)嫉挠袡C(jī)類結(jié)合劑。
(2)選用的結(jié)合劑要與材料的作業(yè)性(施工性能)相適應(yīng)。澆注料應(yīng)選用在常溫下能產(chǎn)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑,如水化結(jié)合的、或化學(xué)結(jié)合的結(jié)合劑;搗打料和可塑料可選用粘著結(jié)合的、或化學(xué)結(jié)合的結(jié)合劑。或陶瓷結(jié)合的結(jié)合劑;而噴射料可選用與澆注料相似的結(jié)合劑。
(3)選用的結(jié)合劑必須與材料的高溫使用性能相適應(yīng),不應(yīng)降低或少降低材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗侵(腐)蝕性和抗?jié)B透性。如高鋁質(zhì)或粘土質(zhì)澆注料可以采用普通鋁酸鈣水泥或結(jié)合粘土作結(jié)合劑,而剛玉質(zhì)或高純剛玉-尖品石質(zhì)澆注料則應(yīng)采用純鋁酸鈣水泥或反應(yīng)性氧化鋁作結(jié)合劑。
五、不定形耐火材料的添加劑
添加劑(Additive)又稱外加劑,是在不定形耐火材料配料中添加的少量能改善施工性能和使用性能的物質(zhì)。
添加劑一般在不定形耐火材料施工拌和前或拌和時(shí)摻入,其摻入量一般很小。添加劑的加入量是隨外加劑的性能和功能差異而不同,為不定形耐火材料組成物總量的萬分之幾到百分之幾。外加劑可用單一物質(zhì),也可用復(fù)合物質(zhì)。不定形耐火材料采用的外加劑種類較多,主要有分散劑、減水劑、緩凝劑、促凝劑、增塑劑、膨脹劑等。
不定形耐火材料用外加劑是按化學(xué)成分和性質(zhì)以及其作用功能來分類。
按化學(xué)成分和性質(zhì)分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類:
(1)無機(jī)物類:
有各種無機(jī)鹽電解質(zhì)、一些金屬單質(zhì)及金屬化合物、無機(jī)礦物、氧化物、和氫氧化物等。
(2)有機(jī)物類:
大部分屬于表(介)面活性劑。這類活性劑具有親水基和憎水基。親水基團(tuán)在水中能發(fā)生電離的稱為離子型表面活性劑,不發(fā)生電離的稱為非離子型表面活性劑。
而離子型的又可分為陰離子型的、陽離子型的和兩性型表面活性劑。
此外還有一些高分子型的表面活性劑、有機(jī)酸等。
根據(jù)GB/T18930-2002“耐火材料術(shù)語”的定義,不定形耐火材料(Unshaped refractory,monolithic refractory)是指由骨料、粉料、結(jié)合劑和添加劑組成的混合料。以交貨狀態(tài)直接使用,或加入一種或多種不影響其耐火性能的合適的液體后使用。英國ASTM標(biāo)準(zhǔn)C71-01a對其定義為“A refractory which may be installed in situ,whithout joints to form an integral structure”(可以現(xiàn)場筑襯施工,不生產(chǎn)接縫而形成整體結(jié)構(gòu)的耐火材料)。“不定形”的含義,是指以干態(tài)或濕態(tài)的混合料交貨,可以沒有固定的外形。但澆注料也可以制備成預(yù)制件交貨,稱“不定形”并不貼切。因而國內(nèi)外近年來也將不定形耐火材料稱為“整體耐火材料”(Monolithic refractory)。我國于1977年正式采用“不定形耐火材料”這一名稱。
注:耐火骨料一般是指粒度大于0.088mm的顆粒狀耐火原料,在不定形耐火材料中起骨架作用,對材料性能有決定作用。粉料也成細(xì)粉,一般是指粒徑小于0.088mm的物料,起填充骨料之間孔隙和聯(lián)結(jié)骨料的作用。通常將粒徑小于5μm的細(xì)粉稱為超細(xì)粉或微粉。
二、不定形耐火材料的分類
在實(shí)際中,按不定形耐火材料的施工方法而作的分類較為常用,主要品種有耐火澆注料、耐火噴射料、耐火可塑料、耐火涂抹料、耐火搗打料、耐火壓入料、耐火泥漿等。
1.耐火澆注料
耐火澆注料(Refractory castable)是由耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑和水(或其他液體結(jié)合劑)按一定比例配成的混合料,在外力或重力作用下有良好的流動性,經(jīng)澆注、密實(shí)和養(yǎng)護(hù)使其凝結(jié)硬化,然后按一定制度烘烤后形成足夠強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而投用的不定形材料。
耐火澆注料可以硅酸鋁質(zhì)熟料、剛玉質(zhì)材料或堿性耐火熟料為骨料;輕質(zhì)澆注料以膨脹珍珠巖、蛭石、陶粒、氧化鋁空心球?yàn)楣橇稀=Y(jié)合劑用鋁酸鈣水泥、水玻璃、硅酸乙酯、聚合氯化鋁、粘土或磷酸鹽等。外加劑視使用情況而定,其作用在于改善施工性能和提高理化性能。
2.耐火噴射料
耐火噴射料(Refractory gunning mixes)是由耐火骨料粉料、結(jié)合劑、外加劑和水組成,用壓縮空氣運(yùn)送并獲得動能,經(jīng)特定的噴槍被投射到冷表面或熱表面進(jìn)行施工的不定形耐火材料。
對于冷物料的耐火噴射料,可分為干法、半干法(潮式)和濕法噴射三種。
耐火噴射料既可用于修補(bǔ)爐襯,也可用于構(gòu)筑新襯和形成保護(hù)性涂層。噴射料的施工方法實(shí)際上是把運(yùn)輸、澆注和搗固合為一個(gè)工序,不需支架,不需或只需單面模板,工序簡單,效率高,有廣泛的實(shí)用性。當(dāng)用于修補(bǔ)局部發(fā)生過早損壞而大部分還較好的爐襯時(shí),可有效延長爐襯整體使用壽命、降低耐火材料消耗。
3.耐火可塑料
耐火可塑料(Refractory plastic)是由耐火骨料粉料、結(jié)合劑、增塑劑(多為粘土)和液體(水)組成的、呈泥膏狀的,在較長時(shí)間內(nèi)具有較高可塑性的不定形耐火材料。
耐火可塑料適合施工體積較小、狹窄復(fù)雜的部位和要求結(jié)構(gòu)輕化的部位。耐火可塑性的施工一般采用搗、壓使其密實(shí),加熱后硬化。
與致密高強(qiáng)的耐火澆注料相比,耐火可塑料具有體積密度小、熱態(tài)韌性好、抗熱震性和抗剝落性好等特點(diǎn),可用于各種加熱爐、均熱爐、退火爐、滲碳爐、電爐和燒結(jié)爐等。使用溫度可從5000C到19000C,依使用要求和本身材質(zhì)而定。
4.耐火涂抹料
耐火涂抹料(Refractory coating mixes)由顆粒較小的耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑和必要液體組成的膏狀或漿狀的不定形耐火材料。
可涂覆在其它耐火材料襯體上,施工厚度一般不大。
耐火涂抹料在高溫工業(yè)中的應(yīng)用主要在三個(gè)方面:制作襯體,如中間包工作襯;用做保護(hù)層,如耐火纖維襯表面的涂層;用于密封。
根據(jù)使用要求和施工方法的不同,耐火涂料有配制成泥膏狀和泥漿狀等形態(tài)。所用結(jié)合劑因材質(zhì)而異,如配制連鑄中間包用堿性涂料磷酸鹽、聚磷酸鹽、硫酸鎂;配制高鋁質(zhì)涂料則用粘土、磷酸二氫鋁、鋁鉻磷酸鹽、水玻璃等。
5.耐火搗打料
耐火搗打料(Refractory ramming mixes)是由耐火骨料、粉料、結(jié)合劑和必要液體組成的使用前無粘附性、可塑性低或不具可塑性,用強(qiáng)力搗打方能密實(shí)的不定形耐火材料。
耐火搗打料一般用于要求施工節(jié)奏快、施工體積較小、狹窄復(fù)雜的部位。主要應(yīng)用在諸如單出鐵口的高爐出鐵溝、煉鋼爐爐底、出鋼槽、感應(yīng)爐內(nèi)襯、電爐頂以及回轉(zhuǎn)窯落料部位、石化爐內(nèi)襯等。
材質(zhì)有硅質(zhì)、粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、鋯英石質(zhì)、碳化硅質(zhì)、碳質(zhì)、鎂質(zhì)等。根據(jù)搗打料材質(zhì)和使用條件,可采用與澆灌料相似的無機(jī)結(jié)合劑或有機(jī)結(jié)合劑,如水溶性的糊精、羧甲基纖維素、木質(zhì)素、磺酸鹽、聚乙烯醇;抗水而具有熱可塑性的石蠟、瀝青、焦油、酚醛樹脂、無規(guī)聚丙烯等。
6.耐火壓入料
耐火壓入料(Refractory injecting mixes)是由細(xì)小的耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑和必要液體組成的采用專用泵在壓縮空氣或機(jī)械壓力作用下能發(fā)生擠壓填充的不定型耐火材料。
耐火壓入料主要用于高爐爐身、高爐出鐵口、回轉(zhuǎn)窯爐襯熱點(diǎn)部位、RH上升管及頂?shù)讖?fù)吹STB轉(zhuǎn)爐小爐爐底、轉(zhuǎn)爐出鋼口等。
7.耐火泥漿
耐火泥漿(Refractory mortar)是由粉狀耐火物料、結(jié)合劑、外加劑和必要液體組成的膏狀或漿狀的不定形耐火材料,主要用于磚砌襯的接縫或灌漿。
耐火泥漿可廣泛用于熱風(fēng)爐、高爐、焦?fàn)t、魚雷罐、鐵水包、轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包、加熱爐、均熱爐、玻璃窯、有色金屬冶煉爐、石化爐的磚砌襯。要求耐火泥漿有良好的施工性和與基體材料的匹配性,避免由于磚縫火泥不耐用而發(fā)生穿透性破壞。
三、不定形耐火材料的特點(diǎn)
同燒成耐火制品比較,不定形耐火材料具有如下特點(diǎn):
(1)制備工藝簡單,生產(chǎn)周期短,勞動生產(chǎn)率高;
(2)適應(yīng)性強(qiáng),使用時(shí)不受工業(yè)窯爐結(jié)構(gòu)形狀限制,可制成任意形狀;
(3)整體性好,氣密性好,熱阻大,可降低工業(yè)爐熱損失、省能源;
(4)便于機(jī)械化施工,省工省時(shí);
(5)對于損壞的工業(yè)爐內(nèi)襯易于用不定形耐火材料進(jìn)行修補(bǔ),延長襯體使用壽命、降低耐火材料消耗。
因此不定形耐火材料現(xiàn)已逐漸取代部份燒成耐火制品而得到廣泛應(yīng)用,在冶金工業(yè)使用不定形耐火材料的比例己占耐火材料總使用量的40%以上。
不定形耐火材料的制備工藝,包括材質(zhì)的選擇、顆粒級配的確定、結(jié)合劑和外加劑的選用、以及加工流程的確定,是根據(jù)使用條件和使用環(huán)境、以及所采用的施工方法來確定的。配制不定形耐火材料的粒狀原材料總稱為耐火集料。
四、不定形耐火材料的結(jié)合劑
結(jié)合劑(Binder)是指能將耐火骨料和粉料膠結(jié)起來,并使之在養(yǎng)護(hù)、干燥和加熱后產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的起結(jié)合作用的物質(zhì)。結(jié)合劑是不定形耐火材料的重要組成部分。結(jié)合劑在一定條件下,通過水合、化合、聚合、粘附和凝聚結(jié)合等作用,使拌合物具有足夠強(qiáng)度。
用作不定形耐火材料的結(jié)合劑,不但要求具有較好的冷態(tài)和熱態(tài)結(jié)合強(qiáng)度,而目還要求具有合適的作業(yè)性能(施工性能)和高溫使用性能。
不定形耐火材料用的結(jié)合劑,隨被膠結(jié)的材料的性質(zhì)及使用條件不同而異,種類繁多,一般是按結(jié)合劑的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)合劑的硬化條件進(jìn)行分類。
按結(jié)合劑硬化條件分類有水硬性、氣硬性和熱硬性結(jié)合劑。
(1)水硬性結(jié)合劑,是指與散狀耐火集料混合后、加水混練并成型后,在常溫潮濕條件下
養(yǎng)護(hù)、經(jīng)水化反應(yīng)能產(chǎn)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑。如硅酸鹽水泥、鋁酸鈣水泥。
(2)氣硬性結(jié)合劑,與散狀耐火集料混合、成型后,在常溫自然十燥條件下養(yǎng)護(hù)即可發(fā)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑。但這類結(jié)合劑使用時(shí)一般要加促凝劑(硬化劑)方可發(fā)生凝結(jié)與硬化,如用水玻璃結(jié)合劑時(shí)要加入氟硅酸鈉促凝劑,用磷酸一氫鋁結(jié)合劑時(shí)要加入鋁酸鈣水泥或氧化鎂等作促凝劑。
(3)熱硬性結(jié)合劑,與散狀耐火材料集料混合混練成型后,需經(jīng)加熱烘烤(一般為105 -350℃)方可發(fā)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑。
結(jié)合劑的選用原則:
不定形耐火材料施工成型后和使用中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要是由結(jié)合劑提供的,因此結(jié)合劑是不定形耐火材料的主要成份之一,但選用結(jié)合劑進(jìn)必須遵循如下原則:
(1)結(jié)合劑性質(zhì)必須與被結(jié)合耐火材料性質(zhì)相匹配。酸性、中性耐火材料可以用酸性、中性和弱堿性結(jié)合劑,而堿性耐火材料則不可以直接使用酸性結(jié)合劑,只能使用中性或堿性結(jié)合劑,若在還原性條件下使用也可選用半永久性有機(jī)類結(jié)合劑。含碳和碳化硅不定形耐火材料多半采用有高殘?zhí)嫉挠袡C(jī)類結(jié)合劑。
(2)選用的結(jié)合劑要與材料的作業(yè)性(施工性能)相適應(yīng)。澆注料應(yīng)選用在常溫下能產(chǎn)生凝結(jié)與硬化的結(jié)合劑,如水化結(jié)合的、或化學(xué)結(jié)合的結(jié)合劑;搗打料和可塑料可選用粘著結(jié)合的、或化學(xué)結(jié)合的結(jié)合劑。或陶瓷結(jié)合的結(jié)合劑;而噴射料可選用與澆注料相似的結(jié)合劑。
(3)選用的結(jié)合劑必須與材料的高溫使用性能相適應(yīng),不應(yīng)降低或少降低材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗侵(腐)蝕性和抗?jié)B透性。如高鋁質(zhì)或粘土質(zhì)澆注料可以采用普通鋁酸鈣水泥或結(jié)合粘土作結(jié)合劑,而剛玉質(zhì)或高純剛玉-尖品石質(zhì)澆注料則應(yīng)采用純鋁酸鈣水泥或反應(yīng)性氧化鋁作結(jié)合劑。
五、不定形耐火材料的添加劑
添加劑(Additive)又稱外加劑,是在不定形耐火材料配料中添加的少量能改善施工性能和使用性能的物質(zhì)。
添加劑一般在不定形耐火材料施工拌和前或拌和時(shí)摻入,其摻入量一般很小。添加劑的加入量是隨外加劑的性能和功能差異而不同,為不定形耐火材料組成物總量的萬分之幾到百分之幾。外加劑可用單一物質(zhì),也可用復(fù)合物質(zhì)。不定形耐火材料采用的外加劑種類較多,主要有分散劑、減水劑、緩凝劑、促凝劑、增塑劑、膨脹劑等。
不定形耐火材料用外加劑是按化學(xué)成分和性質(zhì)以及其作用功能來分類。
按化學(xué)成分和性質(zhì)分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類:
(1)無機(jī)物類:
有各種無機(jī)鹽電解質(zhì)、一些金屬單質(zhì)及金屬化合物、無機(jī)礦物、氧化物、和氫氧化物等。
(2)有機(jī)物類:
大部分屬于表(介)面活性劑。這類活性劑具有親水基和憎水基。親水基團(tuán)在水中能發(fā)生電離的稱為離子型表面活性劑,不發(fā)生電離的稱為非離子型表面活性劑。
而離子型的又可分為陰離子型的、陽離子型的和兩性型表面活性劑。
此外還有一些高分子型的表面活性劑、有機(jī)酸等。