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SiO2超微粉在耐火浇注料中的应用

编辑:耐火浇注料   时间:2023-04-01    浏览:296   

现阶段用于耐火浇注料里的SiO2超微粉分为两种:一种高纯硅石制作而成的,另一种是生产制造金属硅或硅铁的副产品。这两种产品均为无定形的非晶质材料。前面一种呈颗粒状无活性;后面一种呈中空球状有活性,不团聚,填充性好。掺入浇注料凝结后,SiO2表面形成硅醇基,经干燥脱水架桥,产生硅氧烷网状结构,温度升高不易断裂,因此可提高浇注料的常压抗压强度。高温环境,SiO2超微粉能与Al2O3生成莫来石,也有助于材料强度的提升。因而,SiO2超微粉在低水泥、超低水泥及无水泥浇注料中得到广泛应用。

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SiO2超微粉与适当的分散剂共同使用,添加浇注料中,由于SiO2超微粉是具有显著球形的粒子,非常容易进到浇注料中细微的空隙,加之粒径又小,因此不仅减水效果良好,并且提升了耐火浇注料的高密度程度,进而在烘干后留下来的孔隙减少,气孔率降低,从而提高强度和高温使用性能。与此同时,活性SiO2超微粉在水里构成了胶体,胶体粒子在其周围吸附了分散剂产生溶媒层,从而加大了浇注料的流动性,改进了该成形特性。此外,由于SiO2超微粉的颗粒细小、界面张力大、晶格缺陷多、活性大,在中、高温环境容易发生固相烧结反应及与高铝质耐火材料里的Al2O3发生莫来石化反应,从而提高低水泥耐火浇注料的烧后抗压强度。


但当微粉添加量超过一定量后,伴随着SiO2超微粉添加量的增加,体系粘度不断升高。由于SiO2微粉与水反应产生水化物质,水化物质发生更进一步聚合,加大了分子体积,浆体层流阻力扩大,导致粘度上升,而会影响浇注料的施工特性。


李晓明等对由硅灰结合的浇注料进行了探讨,所使用的硅灰(SiO2超微粉)的粒度小于1μm,其中小于0.15μm者约占60%,比表面为2×105cm2/g。为了能确定SiO2超微粉添加量影响,对超微粉添加量是3~15wt%的试件展开了抗压强度、显气孔率和体积密度的测量。结果显示,伴随着超微粉添加量扩大,样品的冷态抗折强度(烘干后)和耐压强度均上升,当添加量达12wt%上下时,抗压强度超过值,然后逐渐下降。而气孔率和体积密度则随超微粉添加量扩大而降低。考虑到试件里的相组成中不宜有太多的石英,及其强度和其他功能等综合要素,超微粉的加持量取5wt%上下最合适。


SiO2超微粉融合浇注料己很好地用于生产制造。可是,由于这些浇注料依赖于可压缩性成形和凝聚,再加上超微粉的填充功效使物料越来越高密度,因此在工程上面有一连串较明确的规定。,务必严格控制水的使用量。超微粉的球形颗粒有十分好的缩减功效,因此其浇注需水量远低于通常浇注料。对于I级高铝矾土来讲,其加水流量通常为5~6wt%上下,进入过多水会使可压缩性过大而影响往后的烘干强度。其次,为了使可压缩性能充分运用,拌和时间一定要充足,通常拌和到5min之后才能集中体现其可压缩性。最后,由于超微粉的添充功效使浇注料里的气孔大都被填充,烘干时应慢一点。


SiO2超微粉结合的MgO基浇注料具有优良的常温物理性能。SiO2超微粉可明显降低MgO基浇注料中MgO颗粒的水化,使MgO基浇注料在烤制过程的粉化和裂开状况大为减少。与此同时,引入SiO2超微粉还可以使浇注料具有较好的可压缩性。热膨胀性平衡的好坏是决定MgO基浇注料使用期限的关键,而SiO2超微粉与镁砂粉所构成的MgO基浇注料基质,对其抗侵蚀性起关键作用。魏耀武、刘浩等探讨了进入SiO2超微粉的MgO基浇注料的基质构成与热膨胀性之间的关系,却发现;随着SiO2超微粉进入量的增加,MgO基浇注料的抗炉渣渗入水平提高;SiO2超微粉进入量过低或过高都会影响MgO基浇注料抗腐蚀能力的提升,以进入3wt%上下为是。这时,浇注料烧后的气孔率较低,与此同时浇注料自身的高效液相发生温度高,并且与渣反应生成低熔物及高效液相均偏少。


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