不定形耐火材料的化学组成及生产制备工艺

发布时间：2020/7/22 11:59:08

不定形耐火材料的化学组成

耐火材料根据性质分为中性、碱性和酸性，化学组成即化学成分，它表明了不定形耐火材料的基本特征。该材料一般是由多种成分组成的，即较高熔点的氧化物和非氧化物及其所形成的化合物。在耐火材料中，非常有价值的物质及其熔点。化学分析时，主要测定Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO、CaO、TiO2、Cr2O3、Na2O和K2O等氧化物的含量。另外，还测定灼烧减量，也称为烧失。它表征材料加热分解的气态产物、氧化损失和有机化合物含量等，对耐火原料和不定形耐火材料的分析具有重要意义。

根据各化学成分的含量和作用，分为主、副成分。即占数量的基本成分称为主要成分，占少量的从属部分称为副成分。副成分是原料中伴随的杂质成分和改善某方面性能的添加成分。例如，高铝质耐火浇注料中的主要成分是Al20(和SiO2,其杂质成分为Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和K20等;镁质喷涂料中的主要成分是MgO,其余成分均为杂质成分;黏土结合耐火浇注料中的主要成分仍为Al2O3和SiO2,因加铝酸盐水泥促凝剂和聚磷酸钠分散剂，分析时有CaO和P2O5,则为添加成分，还有Fe2O3等杂质成分。实际上，耐火材料一般系由较高熔点的化合物组成的。总之，通过化学分析，可判断材料的化学纯度、属性及其他某些性能。

不定形耐火材料的制备工艺，包括材质的选择、颗粒级配的确定、结合剂和外加剂的选用以及加工流程的确定，是根据使用条件和使用环境、以及所采用的施工方法来确定的。

配制不定形耐火材料的粒状原材料总称为耐火集料。耐火集料分为骨料和粉料,集料颗村粒径大于0.088 mm(或0.074 mm)的称为骨料，在不定形耐火材料中起骨架作用。集料颗粒小于0.088 mm(或0.074 mm)称为粉料,由于它起着包埋骨料或充填于骨料颗粒之间空隙的作用,因此又称为基质,其中0.088mm至l0um的称为细粉，小于10um的称为超细粉(或微粉)。

不定形耐火材料集料的颗粒级配有连续级配和间断级配两种，但一般为多级粒度级配。也可按照Andressen或Dinger-Funk 粒度分布方程进行颗粒级配、主要控制粒度分布系数q值而q值是根据材料的作业性能和物理性能要求来确定的。如对耐火浇注料来说，振动成型的浇注料与自留型浇注料的q值是不同的。前者的q值大于0.26。而后者q 值控制在0.21-0.26之间才具备有自流性能。

不定形耐火材料所用的结合剂分有机物和机物两大类。而有机类结合剂又分为两类:

一类为暂时性结合剂，在常温下干燥后或经烘烤后有较好的结合强度，但加热到一定温度(大于300摄氏度)后会燃烧掉而失去结合强度，如甲基纤维素、糊精、阿拉伯树胶、木质素磺酸盐等；

另一类为半中间性结合剂，经加热烘烤后(110~300 )会发生缩聚反应、产生较好的结合强度，但进一步加热时会分解挥发出气体并残留下碳，到高温时形成碳网结合，如焦油加沥青、酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等,但这类有机结合剂只适用在还原性气氛条件下使用。

无机类结合剂为中间性结合剂,在常温下经过适当养护后会产生较好的结合强度,但加热烘烤时会失去结晶水或化合水，并发生物相转化。在高温下会与耐火集料发生反应生成新的结合相而使材料的结构强度大大提高。无机类结合剂主要有铝酸钙水泥、铝酸钡水泥、硅铝溶胶、钠钾硅酸盐(水玻璃)、磷酸和磷酸盐，硫酸盐、氯化物和聚磷酸盐等。

不定形耐火材料用的添加剂(也称外加剂)按其作用功能分有:

（1）改善材料作业性能(或称施工性能)的添加剂，包括有减水剂(分散剂)，增塑剂(塑化剂)、胶凝剂(絮凝剂)，解胶剂(反絮凝剂)等:

（2）调节材料凝结与硬化速度的添加剂，包括有促凝剂(促硬剂、速凝剂)、缓凝剂(迟效促凝剂)、快干剂等;

（3）调整材料内部组织结构的添加剂，包括有防缩剂(膨胀剂)、发泡剂(引气剂)、消泡剂等，

（4）延长材料储存期或保持材料施工性能的添加剂,包括有防潮剂、酸抑制剂、保存剂、防冻刑等。添加剂是根据使用要求不同而选用。

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