不定形耐火材料經(jīng)典課件

不定形耐火材料經(jīng)典課件由耐火骨料和粉料、結(jié)合劑、外加劑以一定比例共同組成的，不經(jīng)成形和燒成而直接使用或加適當(dāng)液體調(diào)配后使用。也稱散狀耐火材料Bulk

Refractories（無(wú)固定外形、可制成漿狀、泥膏狀和松散狀）或整體耐火材料MonolithicRefractories（可制成無(wú)接縫的整體耐火材料）。屬于節(jié)能材料一、定義2025/5/4不定形耐火材料始于1914年美國(guó)出現(xiàn)的可塑料，1918年法國(guó)用礬土水泥作結(jié)合劑，不定形耐火材料開始了新的時(shí)代。

不定形耐火材料的發(fā)展中，結(jié)合劑的使用是關(guān)鍵。根據(jù)結(jié)合劑的發(fā)展，可以把不定形耐火材料的發(fā)展分為如下幾個(gè)階段：

二、不定形耐火材料的發(fā)展1）1914年～20世紀(jì)60年代中期：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、水玻璃和磷酸鹽等結(jié)合劑的使用，與普通耐火骨料和粉料配制成不定形耐火材料；2）20世紀(jì)60年代～70年代后期：開發(fā)出硫酸鋁、聚合氯化鋁、磷酸鈉、燒結(jié)和電熔氧化鋁水泥、粘土等，提高了材料的高溫使用性能；3）20世紀(jì)80年代初至今：復(fù)合結(jié)合劑、超微粉及高效外加劑的使用，配制成功低水泥、超低水泥和無(wú)水泥澆注料，性能顯著提高。傳統(tǒng)澆注料用水量大于10％，而高技術(shù)澆注料用水量在4％左右。2025/5/4不定形耐火材料在整個(gè)耐火材料中所占的比例，以成為衡量一個(gè)國(guó)家耐火材料行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。日本在1992年率先成為不定形耐火材料超過(guò)定形耐火材料的國(guó)家。2002年不定形產(chǎn)量占整個(gè)耐火材料的比例數(shù)據(jù)：日本～60％，美國(guó)～50％，歐洲40～50％，中國(guó)～30％（估計(jì)，無(wú)權(quán)威數(shù)據(jù)）。但是，中國(guó)當(dāng)年的耐火材料總產(chǎn)量超過(guò)1100萬(wàn)噸，不定形產(chǎn)量居世界第一位。2025/5/41、按耐火骨料品質(zhì)分類硅質(zhì)、粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)等等2、按所用結(jié)合劑分類水泥結(jié)合、粘土結(jié)合、水玻璃結(jié)合、超微粉結(jié)合等等3、按施工和使用方法分類（該方法在實(shí)際使用中最多）耐火澆注料：一般借助振動(dòng)器施工；耐火搗打料：借助風(fēng)鎬或人工搗打耐火噴涂、噴補(bǔ)、涂抹料：借助噴補(bǔ)機(jī)或人工涂抹耐火泥（漿）：人工砌筑耐火磚的填縫材料；耐火投射料：以投射方式施工4、按熱工設(shè)備或使用部位命名（技術(shù)文本或商務(wù)上使用較多）轉(zhuǎn)爐鎂質(zhì)噴補(bǔ)料、鋼包永久層澆注料、高爐出鐵溝澆注料等等；三、不定形耐火材料的分類2025/5/4工廠占地面積小，投資少，能耗低；生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低；供貨周期短；適用性強(qiáng)，可制成任何形狀的構(gòu)筑物；施工簡(jiǎn)便，直接使用或調(diào)配后使用；使用方便，可進(jìn)行在線或離線修補(bǔ)；缺點(diǎn)：體積穩(wěn)定性不好、氣孔率較高、耐侵蝕能力一般不強(qiáng)、質(zhì)量波動(dòng)較大，使用后拆卸困難、現(xiàn)場(chǎng)須配備專用施工設(shè)備等。四、不定形耐火材料的主要特點(diǎn)2025/5/4一、定義：膠結(jié)耐火骨料和粉料，并使不定形耐火材料產(chǎn)生強(qiáng)度的材料。耐火磚通過(guò)干燥或燒成產(chǎn)生陶瓷結(jié)合或直接結(jié)合。不定形耐火材料使用前未經(jīng)高溫?zé)?，顆粒間只能靠結(jié)合劑的作用使其粘結(jié)為整體，使構(gòu)筑物或制品具有一定的強(qiáng)度。第一節(jié)不定形耐火材料用結(jié)合劑二、不定形耐火材料對(duì)結(jié)合劑的要求良好的凝結(jié)硬化特性，滿足施工使用強(qiáng)度；分散性能好，良好的潤(rùn)濕性，可與粒狀和粉狀物料表面最大限度的接觸，提高材料的致密性；硬化時(shí)的體積穩(wěn)定性較好，耐火性能高；無(wú)其它危害作用；2025/5/4三、結(jié)合劑的分類1、按化學(xué)性質(zhì)分類：有機(jī)和無(wú)機(jī)結(jié)合劑；

有機(jī)結(jié)合劑：天然類：淀粉、糊精、瀝青；合成類：酚醛樹脂；無(wú)機(jī)結(jié)合劑：1)硅酸鹽類：硅酸鈣水泥、水玻璃、結(jié)合粘土等；2)鋁酸鹽類：鋁酸鈣水泥；3)磷酸鹽類：磷酸二氫鋁、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉；4)硫酸鹽類：硫酸鋁；氯化物類：氯化鎂；溶膠類：硅溶膠、鋁溶膠；2025/5/42、按硬化條件分類：水硬性、氣硬性和熱硬性結(jié)合劑1)水硬性結(jié)合劑：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥；2)氣硬性結(jié)合劑：水玻璃（加氟硅酸鈉）；3)熱硬性結(jié)合劑：酚醛樹脂；3、按不同溫度下結(jié)合作用分類：暫時(shí)性和永久性結(jié)合劑永久性結(jié)合劑：碳素結(jié)合劑：瀝青、酚醛樹脂；鋁酸鹽水泥；磷酸及磷酸鹽結(jié)合劑；氯化鹽和硫酸鹽結(jié)合劑；硅酸鹽結(jié)合劑、水玻璃等；暫時(shí)性結(jié)合劑：水溶性結(jié)合劑：木質(zhì)素磺酸鹽類，糊精；非水溶性結(jié)合劑：石蠟；2025/5/4四、結(jié)合劑的結(jié)合方式結(jié)合劑的結(jié)合方式大致可以分為六類1、水合結(jié)合：借助于常溫下，結(jié)合劑與水發(fā)生反應(yīng)生成水化產(chǎn)物而產(chǎn)生的結(jié)合。如：鋁酸鈣水泥加水發(fā)生水化反應(yīng)生成六方片狀的CaO?Al2O3?10H2O水化鋁酸鈣晶體、針狀的2CaO?Al2O3?8H2O水化鋁酸鈣晶體和立方狀3CaO?Al2O3?6H2O水化鋁酸鈣晶體以及氧化鋁凝膠體，形成凝聚結(jié)晶網(wǎng)而產(chǎn)生結(jié)合。2025/5/42、化學(xué)結(jié)合：借助于結(jié)合劑與硬化劑或結(jié)合劑與耐火材料之間在常溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或加熱時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有結(jié)合劑作用的化合物而產(chǎn)生結(jié)合。如：硅酸鈉結(jié)合劑加氟硅酸鈉硬化技時(shí)發(fā)生的下列反應(yīng)：2[Na2O?nSiO2]+Na2SiF6+2(2n+1)H2O→6NaF+(2n+1)Si(OH)4反應(yīng)結(jié)合生成溶膠SiO2·nH2O，經(jīng)脫水形成Si－O－Si網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度。2025/5/43、聚合結(jié)合：借助于催化劑或交聯(lián)劑，使結(jié)合劑發(fā)生縮聚形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生結(jié)合強(qiáng)度。如：甲階酚醛樹脂加酸作催化劑或加熱時(shí)可產(chǎn)生如下縮聚反應(yīng)而產(chǎn)生較好的結(jié)合強(qiáng)度。2025/5/44、陶瓷結(jié)合：指低溫?zé)Y(jié)結(jié)合，即在散狀耐火材料中加入可降低燒結(jié)溫度的助劑或金屬粉末，以大大降低液湘出現(xiàn)溫度，促進(jìn)低溫下固－液反應(yīng)而產(chǎn)生低溫?zé)Y(jié)結(jié)合。如：剛玉干式振動(dòng)料中加入少量硼酐，硼酐在450℃～550℃生成粘性液湘，隨后與α－Al2O3發(fā)生液－固反應(yīng)而將剛玉骨料粘結(jié)在一起。5、凝聚結(jié)合：依靠加入凝聚劑使微粒子（膠體粒子）發(fā)生凝聚而產(chǎn)生結(jié)合。如：氧化硅微粉加鋁酸鈣水泥。2025/5/46、粘附結(jié)合：借助于以下幾種物理作用之一而產(chǎn)生結(jié)合的。1）物理吸附作用（范德華力）；2）擴(kuò)散作用：分子熱運(yùn)動(dòng)下，粘結(jié)劑與被粘結(jié)物的分子發(fā)生相互擴(kuò)散作用，形成擴(kuò)散層，從而形成牢固結(jié)合；3）靜電作用：粘結(jié)劑與被粘結(jié)物界面存在著雙電層，由靜電引力作用而產(chǎn)生結(jié)合；粘附結(jié)合劑多為有機(jī)結(jié)合劑，其中有暫時(shí)性結(jié)合劑，經(jīng)過(guò)高溫處理后會(huì)燃燒掉，如：糊精。有的為永久性結(jié)合劑，經(jīng)過(guò)高溫處理后除部分揮發(fā)外，其余的會(huì)碳化而形成碳結(jié)合，如瀝青、酚醛樹脂等。另外一些有機(jī)物具有粘合作用：水玻璃、硅溶膠等。2025/5/4五、幾類結(jié)合劑的凝結(jié)（硬化）機(jī)理

1、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的硬化機(jī)理，是指具有水硬性的鋁酸鈣礦物與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)膠凝的過(guò)程。由于所用原料和燒制工藝的不同，水泥礦物組成也不同，主要礦物有：鋁酸一鈣CA，二鋁酸鈣CA2，七鋁酸十二鈣C12A7，六鋁酸一鈣CA6。除此之外還有：鋁黃長(zhǎng)石C2AS，硅酸二鈣C2S，五鋁酸三鈣C3A5，鐵鋁酸四鈣C4AF等雜質(zhì)成分。（水化反應(yīng)的板書）2025/5/4高鋁水泥又稱礬土水泥，以鋁酸鈣為主，氧化鋁(A12O3)含量約50％的熟料磨細(xì)制成。高鋁水泥的主要化學(xué)成分為CaO，Al2O3，SiO2，F(xiàn)e2O3及少量MgO、TiO2等。由于原料及生產(chǎn)方法的不同，其化學(xué)成分變化很大：CaO32％～42％，Al2O336％～55％，SiO24％～15％，(Fe2O3＋FeO)1％～15％。其中氧化鋁是保證生成低堿性鋁酸鈣的基本成分；氧化鈣是保證生成鋁酸鈣的基本成分；適量(4％—5％)的氧化硅能促使生料更均勻燒結(jié)，加速礦物形成或使熔融均勻。2025/5/4鋁酸一鈣（CA）是高鋁水泥的主要礦物，具有很高的水硬活性，其特點(diǎn)是凝結(jié)正常，硬化迅速，是高鋁水泥強(qiáng)度的主要來(lái)源。但CA含量過(guò)高的水泥，強(qiáng)度發(fā)展主要集中在早期，后期強(qiáng)度增進(jìn)率就不顯著。鋁酸二鈣（CA2）在氧化鈣含量低的高鋁水泥中，CA2的含量較多。CA2水化硬化較慢，早期強(qiáng)度低但后期強(qiáng)度能不斷提高。七鋁酸十二鈣（C12A7）水化極快，凝結(jié)迅速，但強(qiáng)度不高。因此水泥中含有較多的C12A7時(shí)，會(huì)出現(xiàn)快凝、強(qiáng)度降低，耐熱性下降。鋁方柱石（C2AS）水化活性很低。此外，尚有六鋁酸一鈣(CA6)、鎂尖晶石(MA)、鈣鈦石(CT)、鐵酸鈣(C2F、CF)等，有時(shí)也會(huì)有硅酸二鈣(C2S)存在。2025/5/42025/5/4CAH10和C2AH8都屬于六方晶系，呈片狀或針狀，互相交錯(cuò)，重疊搭配，可形成堅(jiān)強(qiáng)的結(jié)晶聯(lián)生體。氫氧化鋁凝膠γ－AH3填充于晶體的空隙內(nèi)。同時(shí)，水化產(chǎn)物結(jié)合水量較大，故能很快形成比較致密的漿體結(jié)構(gòu)，早期強(qiáng)度顯著增長(zhǎng)。CAH10和C2AH8為亞穩(wěn)相，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間加熱后，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的C3AH6(立方晶，粒狀晶體，晶體間結(jié)合能力差)。強(qiáng)度比較：CAH10>C2AH8>C3AH6

2025/5/4二、水玻璃水玻璃是由正硅酸鈉(2Na2O·SiO2)、偏硅酸鈉(Na2O·SiO2)、二硅酸鈉(Na2O·2SiO2)和膠體SiO2組成的膠體溶膠，一般化學(xué)式為Na2O·nSiO2·xH2O，模數(shù)n＝SiO2/Na2O。其硬化有兩種方式，干燥或加促凝劑。干燥條件下：Na2O·nSiO2＋2nH2O＋CO2→Na2CO3+nSi(OH)4

硅氧凝膠體產(chǎn)生強(qiáng)度。上述反應(yīng)緩慢，生產(chǎn)中往往加入促凝劑，促進(jìn)硬化速度。2[Na2O·nSiO2]+Na2SiF6+2(2n+1)H2O

→6NaF+(2n+1)Si(OH)4

2025/5/4氟硅酸鈉Na2SiF6為白色結(jié)晶粉末，在水溶液中溶解度小，呈酸性，PH值為3，這是由于如下反應(yīng)造成的：Na2SiF6＋4H2O→2NaF+4HF+Si(OH)4水玻璃水解時(shí)生成堿：mNa2O·nSiO2＋nH2O→2NaOH+(m-1)Na2O·nSiO2酸堿發(fā)生中和反應(yīng)：HF+NaOH→NaF＋H2O隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合液堿度下降，促進(jìn)相關(guān)水解反應(yīng)的進(jìn)行，使硅氧凝膠不斷析出并凝聚。2025/5/4Na2SiF6的作用：1）Na2SiF6水解同時(shí)析出硅酸凝膠體，增加了水玻璃中Si(OH)2的濃度，促進(jìn)凝結(jié)；2）Na2SiF6水解后生成HF，中和了水玻璃水解生成的NaOH，加速了水玻璃水解，促進(jìn)凝結(jié)；3）NaOH被HF中和，避免了NaOH對(duì)硅酸鈉膠體的破壞作用，保證了凝結(jié)的正常進(jìn)行和發(fā)揮作用。注意：1）Na2SiF6有毒，使用時(shí)注意安全；2）Na2SiF6影響耐火性質(zhì)，適量少加為宜。2025/5/4三、磷酸鹽結(jié)合劑－磷酸鋁（熱硬性結(jié)合劑）磷酸本身沒有粘結(jié)性，和耐火材料接觸后迅速反應(yīng)生成磷酸鹽才表現(xiàn)除良好的粘結(jié)性能。磷酸鋁多是由Al(OH)3和H3PO4反應(yīng)而得的，中和程度的不同，分別形成Al(H2PO4)3、Al2(HPO4)3和AlPO4(正磷酸鋁)。前二種是可溶的，具有正常膠凝性，以磷酸二氫鋁最強(qiáng)，當(dāng)直接使用磷酸鋁時(shí)，都希望采用含Al2(HPO4)3較多的材料。2025/5/4結(jié)合硬化機(jī)理：2Al(H2PO4)3Al2(H2P2O7)3＋3H2O↑酸式磷酸鋁Al2(H2P2O7)3nAl(H2P3O10)＋H2O↑焦磷酸鋁Al(H2P3O10)Al(PO3)3＋H2O↑偏磷酸鋁nAl(PO3)3[Al(PO3)3]n偏磷酸鋁聚合物的形成和聚合以及同時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的粘附作用，使結(jié)合體獲得強(qiáng)度。

2025/5/4四、氯化鎂結(jié)合劑氯化鎂MgCl2·H2O結(jié)合劑主要用于生產(chǎn)鎂質(zhì)、鎂鉻質(zhì)和鉻鎂質(zhì)耐火材料，其凝結(jié)硬化作用主用是由于MgCl2與H2O反應(yīng)生成氧氯化鎂以及由于氯化鎂的存在使氧化鎂快速持續(xù)地水化生成Mg(OH)2而引起的，其反應(yīng)式為：xMgO+yMgCl2+2H2O→xMgO·yMgCl2·2H2OMgO+H2O→Mg(OH)2MgO水化反應(yīng)本來(lái)是較慢的，但當(dāng)水溶液中有MgCl2存在時(shí)，增大了Mg(OH)2晶體的溶解度，從而促進(jìn)MgO的持續(xù)水化，使Mg(OH)2得以大量形成，成為連續(xù)的結(jié)晶體骨架結(jié)構(gòu)，使結(jié)合體的強(qiáng)度提高。Mg(OH)2在400℃左右分解，成為高度分散的具有相當(dāng)高活性的MgO，促進(jìn)固相反應(yīng)，有利于燒結(jié)。通?？刂芃gCl2水溶液的比重在1.24左右，加入量～3％。2025/5/4五、硫酸鋁受水解生成堿式鹽，然后生成氫氧化鋁，最后逐漸形成氫氧化鋁凝膠體而凝結(jié)硬化。Al2(SO4)3+2H2O→Al2(SO4)2(OH)2+H2SO4Al2(SO4)2(OH)2+2H2O→Al2(SO4)(OH)4+H2SO4Al2(SO4)(OH)4+2H2O→2Al(OH)3↓+H2SO4常溫下硫酸鋁的水解作用較慢，甚至在200～700℃溫度下水解不超過(guò)5%，因此可以加入其它金屬鹽促凝。2025/5/4六、微粉結(jié)合1、簡(jiǎn)介高技術(shù)澆注料的配制幾乎都涉及到微粉的使用。80年代以后，在陶瓷和耐火材料的使用中，人們發(fā)現(xiàn)提高細(xì)粉的粒度可以促進(jìn)燒結(jié)過(guò)程、降低水的用量、提高材料的強(qiáng)度、提高坯體的致密度。A．1～100nm主要使用于電子、磁材、光學(xué)材料、精細(xì)陶瓷B．0.1～10um一般陶瓷材料下面的歸納供同學(xué)們參考：粉體粒徑：10～103um微粒子（微粉）粒徑：0.1～10um超微粒子（超微粉）粒徑：1～100nm極微粒子粒徑：<1nm各專業(yè)有關(guān)微粉的稱呼存在差異：微粉、超微粉、細(xì)粉、超細(xì)粉、微粒子、微顆粒、超微顆粒、亞微粒子、極微粒子。2025/5/4一般認(rèn)為，粒徑小于10um可以稱為微粉，小于5um的稱為超微粉。微粉表現(xiàn)出的特性理論基礎(chǔ)是表面現(xiàn)象理論。隨著顆粒粒徑的變小、表面積的增大和活性的提高，具有高比表面積的微粉能在那些必須由質(zhì)點(diǎn)遷移來(lái)完成的反應(yīng)和燒結(jié)過(guò)程中表現(xiàn)出更大的活性，從而促進(jìn)這些過(guò)程的完成。2、微粉作用機(jī)理微粉的作用機(jī)理較復(fù)雜，一般認(rèn)為是填充作用和凝聚結(jié)合的共同作用。填充作用：沒有微粉時(shí)，雖然材料的堆積密度較大，許多空隙是被水填滿的，干燥過(guò)程中，自由水被排除，留下許多孔隙，材料的致密性差，對(duì)材料的性能不利。加入微粉后，空隙被微粉所占據(jù)，少量微孔被水占據(jù)，用水量降低，材料的體積密度增加，氣孔率降低。凝聚結(jié)合：依靠加入凝聚劑使微粒子（膠體粒子）發(fā)生凝聚而產(chǎn)生結(jié)合。2025/5/4使用微粉所帶來(lái)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1）不生成大量含結(jié)構(gòu)水的水化產(chǎn)物，揮發(fā)和分解成分少，有利于材料受熱后結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的保持；2）微粉的表面活性高，有利于提高低、中溫的結(jié)合強(qiáng)度，降低燒結(jié)溫度；3）微粉分散后可填充更細(xì)小的空間，有利于減水，改善流動(dòng)性和提高致密度及改善抗熔渣滲透性；2025/5/4SiO2微粉（硅灰）近年來(lái)，無(wú)水泥澆注料結(jié)合體系的一個(gè)新的結(jié)合方式是由無(wú)定形SiO2微粉與MgO和H2O作用產(chǎn)生的MgO-SiO2-H2O凝聚結(jié)合。SiO2微粉（硅灰）為鐵合金廠、金屬硅廠的副產(chǎn)品（氣相沉淀而成），粒度在0.1~0.5um，球形顆粒，活性適宜，能在顆粒表面形成硅膠薄膜，起到低溫結(jié)合作用。凝結(jié)機(jī)理(以鎂質(zhì)材料中加入SiO2微粉為例)：它們生成含結(jié)構(gòu)水少的凝膠，同時(shí)降低MgO的水化率和加熱過(guò)程中的失重，且在較寬溫度范圍內(nèi)逐漸脫水，因而快速升溫對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞作用不大。SiO2微粉水化后，表面形成類似硅膠結(jié)構(gòu)并存在大量羥基的Si－OH鍵，烘干脫水后形成Si－O－Si鍵。2025/5/4同時(shí)，研究表明，110℃干燥24小時(shí)后，可在MgO顆粒表面形成類似硅酸鎂類化合物的物質(zhì)，中高溫處理后可以轉(zhuǎn)變成鎂橄欖石，提高材料的強(qiáng)度。該凝聚結(jié)合的特點(diǎn)：凝膠含結(jié)晶水較少，加熱中緩慢脫水，有利于快速烘烤；高溫下，鎂橄欖石的生成為高熔點(diǎn)礦物?？杀苊獠捎盟ＡВ哿姿徕c等結(jié)合劑帶入的Na2O或水泥中引入CaO的不利影響；提高澆注料的流動(dòng)性能，有利于提高澆注料成形后的致密度；微粉的用量不宜太多也不宜太少。一方面，多余的微粉會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，燒結(jié)過(guò)程中會(huì)發(fā)生收縮，影響材料的整體性能。另一方面，微粉過(guò)少，尚有孔隙未被填充，試樣致密度不高。2025/5/4一、定義用以改善不定形耐火材料性能的物質(zhì)，如施工性能、使用性能等，為組成總量的萬(wàn)分之幾到百分之幾。第二節(jié)不定形耐火材料用外加劑二、分類1、減水劑：保持澆注料流動(dòng)值基本不變的條件下，可顯著降低拌和用水量的物質(zhì)。作用機(jī)理：不與材料反應(yīng)，只起表面物理化學(xué)作用。溶于水后能吸附在粒子表面上，提高粒子表面的ζ電位，增加粒子間斥力，釋放出由微粒子組成的凝聚結(jié)構(gòu)中包裹的游離水。保持澆注料流變性（作業(yè)性）的條件下，能使單位用水量減少，滿足作業(yè)需要。2025/5/4常用的減水劑有：三聚磷酸鈉(Na3P3O10)、六偏磷酸鈉(NaPO11)n，n＝14～40，硅酸鈉(Na2·nSiO2·mH2O)和木質(zhì)磺酸鹽(R-SO3Na)，最后一種為有機(jī)類物質(zhì)。如：鋁酸鹽水泥結(jié)合的耐火澆注料加水?dāng)嚢钑r(shí)，水泥顆粒間形成了一種絮凝狀結(jié)構(gòu)，拌和水的一部分形成水膜，另一部分則是被水膜包圍的游離水，后者不起改善漿體流動(dòng)性的作用。為了提高澆注料的流動(dòng)性，必須增加水用量，從而降低材料的性能，加入減水劑后，減水劑吸附于水泥顆粒表面，增大水泥顆粒間的斥力，釋放出結(jié)構(gòu)水。結(jié)果表明，加入減水劑后，減水率為10～39％，110℃強(qiáng)度提高7～22％，1000℃處理后的強(qiáng)度增加24～27％左右。2025/5/42、增塑劑增大拌和好的耐火材料混合物的可塑性，或者說(shuō)能提高混合物（泥料）在應(yīng)力作用下產(chǎn)生應(yīng)變能力的物質(zhì)。主要用于：可塑料和搗打耐火材料。增塑劑是一類具有粘滯性物質(zhì)或是一類表面活性物質(zhì)。常用的有：塑性粘土、氧化物超微粉、木質(zhì)磺酸鹽。2025/5/43、促凝劑促使耐火材料凝結(jié)和硬化的物質(zhì)。促凝劑的作用機(jī)理比較復(fù)雜。不同結(jié)合劑使用不同促凝劑。鋁酸鈣水泥結(jié)合的澆注料所用的促凝劑多為堿性化合物，如：氫氧化鈣、碳酸鈉和硅酸鈉等。磷酸和磷酸二氫鋁結(jié)合的澆注料使用的促凝劑有：氧化鎂、鋁酸鈣水泥、滑石（3MgO·4SiO2·H2O）等。硅酸鈉（水玻璃）結(jié)合的澆注料用的促凝劑有：氟硅酸鈉、磷酸鋁（鈉）和石灰等。2025/5/44、緩凝劑定義：延緩耐火材料凝結(jié)和硬化時(shí)間的物質(zhì)。作用機(jī)理：a.形成絡(luò)合物，緩凝劑與結(jié)合劑解離出的離子形成絡(luò)合物，抑制了水化物或反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)晶析出，或抑制晶粒長(zhǎng)大；b.形成薄膜，緩凝劑吸附于水泥粒子表面，形成薄膜，阻止了水泥粒子與水接觸，抑制了水化反應(yīng)速度。緩凝劑一般在鋁酸鈣水泥結(jié)合的澆注料中使用，所用緩凝劑有乙二醇、木質(zhì)磺酸鹽、磷酸鹽等。2025/5/45、發(fā)泡劑能夠降低液體表面張力，大量產(chǎn)生均勻而穩(wěn)定的泡沫的物質(zhì)。多孔輕質(zhì)耐火澆注料在生產(chǎn)時(shí)，往往需要加入一定量的發(fā)泡劑，如松香膠等。2025/5/46、保存劑能夠保持不定形耐火材料儲(chǔ)存一定時(shí)間后施工性能不變或變化不大的物質(zhì)。例如：用磷酸或磷酸二氫鋁結(jié)合的鋁硅系耐火可塑料或搗打料時(shí)，由于磷酸和磷酸二氫鋁會(huì)與材料中的氧化鋁反應(yīng)生成不溶性的正磷酸鋁AlPO4·xH2O容易使混合料過(guò)早變干，失去作業(yè)性，因此，需要加能與Al3＋生成絡(luò)合物的物質(zhì)，以抑制不溶性AlPO4·xH2O的生成，延長(zhǎng)保存期限。所用保存劑有：草酸、乙二酸、檸檬酸、酒石酸和糊精等。2025/5/47、膨脹劑彌補(bǔ)材料在溫度變化過(guò)程中的體積收縮，以避免不利后果的產(chǎn)生。如：三石類礦物(Al2O3?SiO2,同質(zhì)異形體)。

高溫下：3(Al2O3?SiO2)→3Al2O3?2SiO2+SiO2原料名稱莫來(lái)石形成溫度，℃體積增大，％藍(lán)晶石1300～150016～18紅柱石1350～14003～5硅線石1500～15507～82025/5/48、燒結(jié)劑降低材料的燒結(jié)溫度，促進(jìn)材料在低溫下燒結(jié)的物質(zhì)。如：粘土，可提高澆注料的中溫強(qiáng)度。2025/5/4一、定義耐火澆注料是一種由耐火物料制成的粒狀和粉狀材料，加入一定量結(jié)合劑、外加劑和水共同組成的，具有較高流動(dòng)性，適用于以澆注成型的不定形耐火材料。第三節(jié)耐火澆注料2025/5/41、顆粒料可由各種材質(zhì)的耐火原料制成。需要注意的是：蘭晶石不宜直接用作粒狀材料，在1200～1400℃溫度范圍內(nèi)變成莫來(lái)石發(fā)生急劇體積膨脹，可制成粉料加入澆注料中防止體積收縮。應(yīng)根據(jù)原料的性質(zhì)和使用部位的具體情況來(lái)選擇原材料。對(duì)顆粒料的要求：1)燒結(jié)良好，吸水率為1～5％；2)熔融材料不宜以顆粒料的形式加入，可以超細(xì)粉的形式加入。因熔融材料表面不吸水，易使?jié)沧⒘现写诸w粒的下部積水多，使顆粒與結(jié)合劑之間結(jié)合強(qiáng)度降低，在使用中不易形成燒結(jié)密實(shí)的整體；3.2、原材料的選擇2025/5/42、粉料粉料的作用：1)緊密堆積；2)保證混合料流動(dòng)性；3)提高澆注料結(jié)合強(qiáng)度；4)體積穩(wěn)定性；5)促進(jìn)燒結(jié)和提高耐侵蝕性；通常采用同顆粒料相同的材質(zhì)的原料作為細(xì)粉，其品味要求更高。如以普通燒結(jié)鎂砂為骨料，就以電熔鎂砂為細(xì)粉。為避免材料在使用過(guò)程中發(fā)生收縮，應(yīng)盡量選擇熱膨脹系數(shù)較小的耐火材料原料為顆粒料，在基質(zhì)中加入適量膨脹劑或加入在反應(yīng)過(guò)程中可帶來(lái)體積效應(yīng)的材料。2025/5/4主要工序有：耐火原料的破碎、粉碎、篩分、配料、混合、分裝和檢驗(yàn)等。破碎－顎式破碎機(jī)（粗碎）粉碎－圓錐破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)（對(duì)輥）篩分－按尺寸大小分成不同粒徑的顆粒料。有固定篩和電磁振動(dòng)篩之分，其中，后者的篩分效率較高。細(xì)磨－耐火粉料的制作。球磨機(jī)、管磨機(jī)（筒磨機(jī)）、振動(dòng)磨機(jī)等。預(yù)混合－指外加劑、結(jié)合劑和細(xì)粉等全部粉料和某幾種粉料的預(yù)先混合。在高檔不定形耐火材料的生產(chǎn)中，必須用預(yù)混合粉，否則，微量的外加劑、超微粉等外加物難以混合均勻，造成性能的不穩(wěn)定性，影響施工和使用性能。混合－雙螺旋錐形攪拌機(jī)3.3、耐火澆注料的生產(chǎn)2025/5/4不定形耐火材料的大致生產(chǎn)過(guò)程如下圖所示。

＿＿＿＿↓↑原料→檢驗(yàn)→破碎→粉碎→篩分→細(xì)磨↓↓料倉(cāng)料倉(cāng)

預(yù)混合細(xì)粉料｝→混合→包裝→檢驗(yàn)→入庫(kù)顆粒料

在耐火材料澆注料的生產(chǎn)中，如果采用水泥或液體結(jié)合劑式，可分裝或直接發(fā)到用戶，必須注明其技術(shù)要求和用量。2025/5/42、防爆裂外加劑防爆裂外加劑的作用原理：通過(guò)加入物形成的氣體、融化后形成的裂紋或因膨脹系數(shù)不一致形成裂紋來(lái)開辟排除水蒸汽的通道。A、金屬鋁粉金屬鋁粉與水混合后發(fā)生放熱反應(yīng)，逸出氫氣。2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑1、可以根據(jù)最緊密堆積原則進(jìn)行配料。如：3～4級(jí)配料，最大粒徑取決與砌體的尺寸大小，一般10～15mm；四、澆注料生產(chǎn)時(shí)的注意事項(xiàng)2025/5/4B、某些有機(jī)或無(wú)機(jī)物融化后形成裂紋，有利于形成排氣通道。聚乙烯和聚丙烯纖維直徑一般只有15um左右，這些化學(xué)纖維在較低溫度下就發(fā)生收縮，在加熱產(chǎn)生蒸汽的溫度以下就能熔融，這種收縮和熔融形成了空洞，使?jié)沧⒘贤笟饴侍岣摺、乳酸鋁Al(OH)3-x(CH3CHOHCOO)x·nH2O在常溫下，具有凝結(jié)硬化性，在硬化時(shí)發(fā)生溶膠－凝膠轉(zhuǎn)化，使硬化體基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生微小裂紋，從而使?jié)沧⒘贤笟庑阅芴岣摺?025/5/41、涉及水泥澆注料的一些概念普通水泥澆注料CC[CaO]>2.5wt%低水泥澆注料LCC[CaO]:1~2.5wt%超低水泥澆注料ULCC[CaO]:0.2~1.0wt%無(wú)水泥澆注料NCC[CaO]<0.2wt%五、一些概念及相關(guān)澆注料簡(jiǎn)介2025/5/4與傳統(tǒng)水泥澆注料相比，低水泥和超低水泥澆注料具有一系列優(yōu)異性能：1）由于其中CaO含量低，高溫下基質(zhì)中的低共熔液湘數(shù)量少，材料的抗渣性能、高溫強(qiáng)度和荷軟會(huì)得以提高。CaO+SiO2+Al2O3在高溫下將形成鈣長(zhǎng)石（CAS2）和鈣鋁黃長(zhǎng)石（C2AS），這兩個(gè)物相都是低熔相。2）加入的水較少，只有普通澆注料的1/2~1/3，材料的氣孔率較低，體積密度提高。3）水泥顆粒的水化產(chǎn)物在加入過(guò)程中會(huì)分解。水泥加入量的減少將避免大量水合鍵破壞而使中溫強(qiáng)度下降引發(fā)的問題，有利于材料中溫強(qiáng)度的提高。一般混合程序：先將各種粒級(jí)的原料干混2～3分鐘，在加水濕混4～6分鐘。2025/5/4結(jié)合劑鋁-50水泥鋁-60水泥鋁-70水泥燒結(jié)氧化鋁水泥電熔氧化鋁水泥主要礦相CACA2,CA（次之）CA2CA2,CA（多）CA,C12A7（少）熔點(diǎn)，℃16001750175017501450特點(diǎn)水化較快水化較慢水化較慢水化較慢速凝水化產(chǎn)物C3AH6+AH3澆注料使用溫度，℃14001500160018001800燒結(jié)氧化鋁水泥和電熔氧化鋁水泥屬于純鋁酸鈣水泥（工業(yè)氧化鋁＋優(yōu)質(zhì)石灰石制成），其它的為高鋁水泥（鋁礬土＋石灰石制成）。鋁酸鹽水泥耐火澆注料2025/5/4名稱特點(diǎn)鋁-50水泥耐火澆注料快硬高強(qiáng)、價(jià)廉易得、施工方便中溫強(qiáng)度較低（加入促燒結(jié)助劑）；鋁-60水泥耐火澆注料耐火性能優(yōu)于高鋁水泥，是一種較好得筑爐材料；鋁-70水泥耐火澆注料水化速度較慢，后期強(qiáng)度大，耐火度高，中溫強(qiáng)度下降較少，熱震穩(wěn)定性和耐磨性好；燒結(jié)氧化鋁水泥耐火澆注料荷重軟化溫度高，高溫強(qiáng)度大，抗渣性能較好，成本較高；電熔氧化鋁水泥耐火澆注料快硬高強(qiáng)，高耐火度，高荷重軟化溫度，體積穩(wěn)定性好，耐磨性好，抗剝落性強(qiáng)。不同水泥耐火澆注料的特點(diǎn)后兩者澆注料使用得骨料和粉料一般品味較高，如剛玉、尖晶石和莫來(lái)石等。2025/5/4使用水泥耐火澆注料時(shí)注意事項(xiàng)：一、水泥用量在保證常溫強(qiáng)度的條件下，應(yīng)盡量減少其用量，以提高耐火澆注料的高溫性能；二、水用量在保證施工性能的條件下，應(yīng)盡量減少拌和物的水用量，以防加熱后水分逸出，空隙增多，結(jié)構(gòu)疏松，使各種使用性能下降；三、耐火粉料粉料越細(xì)，細(xì)粉量越多，有利于減少水泥和水的用量；四、耐火骨料形狀越不規(guī)則越好，盡量不要使用片狀骨料；2025/5/4五、外加劑

減水劑：三聚、六偏等；促凝劑：Na2CO3、Na2SiO3緩凝劑：NaCl、AlCl3、硼酸等；膨脹劑：三石；燒結(jié)劑：軟質(zhì)粘土、金屬硅等；六、養(yǎng)護(hù)制度為防止水泥早期脫水使?jié)沧⒘媳砻媸杷?，所以，鋁酸鹽水泥澆注成型促凝后，應(yīng)在潮濕環(huán)境中養(yǎng)護(hù)2～3天；2025/5/4以MgO為主要成分的耐火物料制成的粒狀和粉狀材料，加入結(jié)合劑和外加劑配制而成的澆注料。盛鋼桶（鋼包）內(nèi)襯、RH內(nèi)襯、加熱爐底、玻璃工業(yè)爐等。2.1、鎂質(zhì)澆注料以電熔和燒結(jié)鎂砂為骨料和粉料，結(jié)合劑采用MgCl2、MgSO4、水玻璃、多聚磷酸鹽和微粉等。特點(diǎn)：燒后線變化較小，荷軟高、強(qiáng)度高、抗堿性渣的能力強(qiáng)，耐鈉鹽熔融物侵蝕能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：抗渣滲透性較差，易剝落（渣和磚的熱膨脹系數(shù)不一致），易水化及干燥過(guò)程容易產(chǎn)生裂紋。2、堿性耐火澆注料2025/5/43、某些澆注料中加入鋼纖維的作用1）增強(qiáng)韌性，提高抗應(yīng)力－應(yīng)變能力，提高抗機(jī)械沖擊性能；2）提高抗熱震穩(wěn)定性能，提高材料抗開裂與剝落性；3）抑制在養(yǎng)護(hù)、干燥及熱處理后的線收縮；加入量：0.6~2.5%(體積比)不銹鋼纖維直徑：0.4mm、0.5mm和0.6mm，長(zhǎng)度：20mm、25mm和30mm。鋼纖維加入量不宜過(guò)多：高溫物理化學(xué)性能惡化、抗侵蝕能力下降。2025/5/4一、定義由粒狀和粉狀物料與可塑粘土等結(jié)合劑和增塑劑配合，加入少量水分，經(jīng)充分混練，所組成的一種呈硬泥膏狀并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持較高可塑性的不定形耐火材料?？伤芰隙鄶?shù)用于不直接與熔融物接觸的各種加熱爐中，材質(zhì)多為粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)，也有硅質(zhì)、鎂質(zhì)、碳化硅質(zhì)等。有粘土結(jié)合、水玻璃結(jié)合、磷酸鹽結(jié)合和硫酸鹽結(jié)合等等。第四節(jié)耐火可塑料1）有一定的可塑性2）有一定的保存期3）常溫養(yǎng)護(hù)后具有一定的強(qiáng)度4）具有一定的高溫體積穩(wěn)定性二、可塑料應(yīng)具備的基本性能2025/5/4三、如何控制可塑料的可塑性與粘土的特性、加入量及水量有關(guān)。水量增加，可塑性提高，但也不能過(guò)高，一般5～10％，也可外加增塑劑。增塑劑的作用：1)使顆粒的吸濕性提高，使粘土微粒分散并被水膜包覆；2)使粘土中腐植物分散，并使顆粒溶膠化；3)使粘土－水系統(tǒng)中的粘土微粒間靜電斥力提高，穩(wěn)定溶膠；4)使粘土中的水提高粘度，以形成結(jié)實(shí)的水膜。增塑劑的種類：木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素磷酸鹽、紙漿廢液等；結(jié)合劑有水硬性和氣硬性（要采取密封措施）之分，長(zhǎng)期儲(chǔ)存還需要緩凝措施。2025/5/4四、困料困料：磷酸鹽結(jié)合的，因制成混合料后，物料中的金屬鐵等雜質(zhì)與酸反應(yīng)，形成氣體，使混合料膨脹，結(jié)構(gòu)疏松，硬化強(qiáng)度下降，需要將混合料放置一段時(shí)間，使氣體充分逸出，再加入余下的結(jié)合劑，也可以加抑制劑與金屬反應(yīng)成絡(luò)合物，從而抑制膨脹作用。2025/5/4一、定義：不加水和其它液體結(jié)合劑的耐火混合料，在振動(dòng)作用下，可形成致密而均勻的整體，靠加熱時(shí)熱固性或陶瓷燒結(jié)劑產(chǎn)生強(qiáng)度的一種不定形耐火材料。

二、工藝原理：摻加低、中溫高效復(fù)合燒結(jié)劑和超微粉，保證各溫度下物料的化學(xué)和陶瓷結(jié)合；顆粒級(jí)配精細(xì)；在較小振動(dòng)力下物料易于流動(dòng)，堆積密度高。第五節(jié)干式振動(dòng)料2025/5/4三、注意問題1、合理級(jí)配，減少顆粒偏析，合理增加細(xì)粉含量；一般級(jí)配：粗:中:細(xì)＝(20~30):(30~40):(30~40)2、結(jié)合劑的選擇環(huán)保、無(wú)異味，能夠帶來(lái)一定的強(qiáng)度。有有機(jī)和無(wú)機(jī)結(jié)合劑，如：樹脂、硅酸鈉等。

四、施工模具是可帶烘烤的裝置。2025/5/4采用搗固法施工的半濕狀態(tài)的耐火混合料稱為耐火搗打料。與耐火可塑料不同，此類耐火混合料是一種低塑性或無(wú)塑性搗固材料，是依靠強(qiáng)制搗固而形成致密體，再經(jīng)加熱烘烤或焙燒發(fā)生硬化而獲得一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。第六節(jié)耐火搗打料2025/5/4一、高鋁-碳化硅-碳質(zhì)搗打料由高鋁熟料、碳化硅、碳素材料、結(jié)合劑和外加劑組成的用搗打法施工的混合料稱為高鋁－碳化硅－碳質(zhì)搗打料。此類搗打料主要用于作中、小高爐出鐵溝和渣溝內(nèi)襯。配制此類搗打料的高鋁礬土熟料要求雜質(zhì)(Fe2O3，R2O)含量越低越好，吸水率＜4.5％，其粒度組成為粗顆粒(8~2mm)40％~60%，中顆粒(2~0.074mm)10％~20%，細(xì)顆粒(<0.074mm)30％~40%。碳化硅粒度為＜100目。碳素材料可采用冶金焦或石墨，要求雜質(zhì)含量低，固定碳含量高。為了提高搗打料的作業(yè)性能和使用中的燒結(jié)性能。還可加軟質(zhì)粘土或膨潤(rùn)土。根據(jù)使用溫度不同還可加入不同溫度下的助燒結(jié)劑。2025/5/4用于改善高鋁－碳化硅－碳質(zhì)搗打料性能的添加劑包括有防氧化劑、增塑劑、浸潤(rùn)劑、防縮劑等。加防氧化劑的目的在于防止碳素材料過(guò)份氧化，通常采用金屬硅粉、金屬鋁粉作為防氧化劑。增塑劑一般采用塑性粘土。加浸潤(rùn)劑的目的在于使碳化硅、碳素材料能與氧化物耐火材料很好地混合在一起。加防縮劑在于防止使用中收縮過(guò)大而使溝襯產(chǎn)生裂紋，一般可用硅石細(xì)顆粒作防縮劑。2025/5/4高爐出鐵溝用Al2O3－SiC－C質(zhì)免烘烤搗打料理化性能項(xiàng)目規(guī)格值化學(xué)組成／%Al2O3不小于65.0SiC+C不小于12.0體積密度／g·cm-3220℃·16h1450℃·3h不小于不小于2.42.2線變化率／%220℃·16h1450℃·3h

±0.3±0.8抗折強(qiáng)度／MPa220℃·16h1450℃·3h不小于不小于6.04.0耐壓強(qiáng)度／MPa220℃·16h1450℃·3h不小于不小于20.015.02025/5/4堿性耐火搗打料是由燒結(jié)或電熔鎂砂（或鎂鈣砂、鎂鈣鐵砂）、結(jié)合劑和外加劑（燒結(jié)劑）組成的半濕狀態(tài)可搗打施工的混合料。堿性耐火搗打料有含水堿性搗打料和無(wú)水堿性搗打料之分。含水堿性耐火搗打料不能直接用水來(lái)調(diào)制搗打料，因?yàn)樗畷?huì)與MgO反應(yīng)生成Mg(OH)2而導(dǎo)致?lián)v打襯體脹裂或碎裂。因此必須用能防止鎂砂水化生成Mg(OH)2的結(jié)合劑，這類結(jié)合劑包括有氯化鎂（鹵水MgCl2·6H2O)水溶液，硫酸鎂水溶液，水玻璃和聚磷酸鹽水溶液等，它們能與MgO反應(yīng)生成復(fù)合鹽（或絡(luò)合鹽）而產(chǎn)生結(jié)合作用。二、堿性耐火搗打料2025/5/4過(guò)去含水堿性耐火搗打料主要是用鹵水來(lái)調(diào)制，主要用于構(gòu)筑或修補(bǔ)電爐和平爐熔池與出鋼槽?，F(xiàn)在已逐漸改用聚磷酸溶液作結(jié)合劑，這類結(jié)合劑可以更有效地防止鎂砂水化，但成本較高。無(wú)水堿性耐火搗打料是用脫水焦油和瀝青，或液狀酸醛樹脂作結(jié)合劑。配料組成為鎂砂（或鎂鈣砂）86％~90%，燒結(jié)劑(氧化鐵粉或鎂鈣鐵砂)2％~3%，瀝青粉或石墨粉3％~7%，外加脫水焦油或液狀酚醛樹脂9％~11%。配料粒度組成一般為3.5~1.5mm40%，1.5~0.5mm20%，＜0.5mm40%。采用濕碾機(jī)混練。此類搗打料可用于作電爐爐底和爐坡襯體材料和修補(bǔ)料，也可作轉(zhuǎn)爐鎂碳磚與永久襯之間的填充搗打料。2025/5/4原料組成、配制原則、結(jié)合劑和外加劑的使用均與不定形耐火材料基本相同。優(yōu)點(diǎn)：和需要現(xiàn)場(chǎng)施工的不定形耐火材料相比，具有外形尺寸精確，性能穩(wěn)定、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。與燒成制品相比，制品成品率高，無(wú)需燒成窯爐，節(jié)約能源、生產(chǎn)成本低、性能優(yōu)良。模具：木模、鋼模和鋼木復(fù)合模。對(duì)模具的要求：尺寸精確，復(fù)合設(shè)計(jì)要求，模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，是用中不變形，安裝和拆卸方便。第七節(jié)預(yù)制塊和不燒磚2025/5/4生產(chǎn)流程：濕混（3～4分鐘）→振動(dòng)臺(tái)→振動(dòng)至表面泛漿→抹平→標(biāo)記↓入庫(kù)←揀選←干燥←脫?！B(yǎng)護(hù)

生產(chǎn)時(shí)，模具需要內(nèi)部貼紙和涂油，便于脫模。2025/5/4評(píng)價(jià)不定形耐火材料施工操作難易程度的性能稱為作業(yè)性能，也稱施工性能。作業(yè)性能的好壞直接影響施工效率和施工體質(zhì)量。好的作業(yè)性能應(yīng)當(dāng)指材料能夠在省力省時(shí)的情況下完成施工任務(wù)，同時(shí)施工體質(zhì)量較好。但對(duì)不同狀態(tài)的材料采用不同的施工方法，有其不同的作業(yè)性能要求，第八節(jié)不定形耐火材料的作業(yè)性能1、和易性

衡量不定形耐火材料混合料(加入水或液狀結(jié)合劑)攪拌混合達(dá)到均勻時(shí)的難易程度稱為和易性?；旌狭系暮鸵仔耘c材料的性質(zhì)、粒度組成和拌合液體的粘度有關(guān)?？捎昧髯儍x來(lái)測(cè)定不定耐火材料流變的特性、測(cè)定其混合能的大小來(lái)評(píng)估和易性的難易程度。2025/5/4不定形耐火材料的和易性通過(guò)調(diào)整其顆粒度組成(骨料與粉料比例、粉料細(xì)度等)、和加入分散劑(減水劑)可改善其和易性。另一方面，骨料顆粒形狀對(duì)和易性也有較大影響、不規(guī)則形狀的骨料、如片狀、柱狀、尖角狀等顆粒，攪拌混合時(shí)，摩擦阻力大，和易性差。而球狀或近球狀顆粒，混合時(shí)摩擦阻力小、和易性較好。2025/5/42、稠度

評(píng)估漿體狀不定形耐火材料流動(dòng)性的標(biāo)準(zhǔn)稱為稠度。流動(dòng)性愈大、稠度愈小。漿體的流動(dòng)性與漿體中的固體／液體之比有密切關(guān)系，固／液比愈大、漿體的流動(dòng)阻力也愈大、自由流動(dòng)值也就愈低。另外，固態(tài)粉料的粒度分布、固體粒子的形態(tài)、調(diào)和液的粘度、以及添加劑的性質(zhì)與加入量也有密切關(guān)系。不同性質(zhì)的固體粉料應(yīng)選用不同性質(zhì)的分散劑。稠度的測(cè)定有兩種:1）耐火泥漿稠度試驗(yàn)方法是采用一定質(zhì)量的鋁質(zhì)圓錐體自由沉入裝在一定容積的容器中漿體內(nèi)的深度來(lái)衡量其稠度。2）耐火澆注料稠度測(cè)定方法是將漿體倒入固定體積的容器中，測(cè)定漿體從容器下部固定直徑的出料口流出的時(shí)間來(lái)相對(duì)評(píng)估其稠度，流出時(shí)間愈短其稠度愈小。2025/5/43、流動(dòng)值

衡量耐火澆注料振動(dòng)澆注或自流澆注施工難易的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)是用流動(dòng)值來(lái)表示。流動(dòng)值越大的澆注料、越容易充填模型和表面攤平，也越易獲得均勻結(jié)構(gòu)的施工體，其施工過(guò)程方便。影響澆注料流動(dòng)值的因素很多，主要有：粒度分布骨料的顆粒形貌分散劑的性質(zhì)與加入量加水量和混合攪拌工藝2025/5/4澆注料流動(dòng)值的測(cè)定多數(shù)是采用跳桌測(cè)定儀來(lái)測(cè)定。此測(cè)定法是：先將一只高為60mm，上口內(nèi)徑為70mm，下口內(nèi)徑為100mm的截頭圓錐筒置于跳桌的帶同心圓刻度的玻璃板桌面上，然后將拌合好的澆注料倒入截頭圓錐筒內(nèi)，表面抹平后，抽去圓錐筒，以每秒一次的速度上下跳動(dòng)30次后、從相互垂直的兩個(gè)方向測(cè)定澆注料在玻璃板上鋪展的直徑，取其平均值D，按下式計(jì)算流動(dòng)值f.v。對(duì)自流澆注料來(lái)說(shuō)，其流動(dòng)值測(cè)定步驟與上述相似，只是不予以跳動(dòng)振動(dòng)，抽去圓錐筒后，待澆注料自流鋪展2～3分鐘后，再測(cè)定其鋪展后的直徑，計(jì)算方法同上。2025/5/44、鋪展性

泥漿狀或泥膏狀耐火材料用抹刀涂敷于耐火制品或耐火砌體表面上的難易程度稱為鋪展性。對(duì)這類漿狀或膏狀耐火材料一般要求具有一定的粘塑性、以使涂敷材料在抹蔓過(guò)程中既易于均勻鋪展開、又不發(fā)生干涸(保水性好)或流淌。這類漿狀或膏狀耐火材料鋪展性的好壞主要是靠外加劑來(lái)調(diào)節(jié)，所用的外加劑有增塑劑、保水劑等，如塑性粘土、羧甲基纖維素、甲基纖維素鈉鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、糊精、硅溶膠等，其中羧甲基纖維素、甲基纖維素既具有增塑作用又具有保水作用。鋪展性的好壞目前尚無(wú)確切的測(cè)定方法、多數(shù)以施工者的感覺為準(zhǔn)，但對(duì)耐火泥漿來(lái)說(shuō)、是以涂敷于砌體上的泥漿允許來(lái)回揉動(dòng)的時(shí)間來(lái)衡量鋪展性的好壞。2025/5/45、可塑性

耐火泥料在外力作用下、能產(chǎn)生形變而不開裂或潰散，外力解除后能保持變形后的形狀稱為可塑性?？伤苄允怯每伤苄灾笖?shù)表示?？伤苄灾笖?shù)是衡量材料的可塑性或材料施工難易程度的一個(gè)很重要指標(biāo)。不同的材料是用不同的專用儀器和測(cè)定方法來(lái)測(cè)定其可塑性指數(shù)。粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火可塑料可塑性指數(shù)試驗(yàn)方法為：在測(cè)定儀上將可塑料制成直徑為50mm，高為50±2mm的試樣，然后將試樣放在儀器的墊座上，測(cè)取受沖擊前試樣的高度L0(mm)，經(jīng)受儀器上的重錘沖擊3次后，測(cè)取受沖擊后試樣的高度L值。再按下式計(jì)算可塑性指數(shù)Wa％：2025/5/4影響耐火可塑料的可塑性指數(shù)的因素主要有：(1)可塑泥料中粗骨料和細(xì)粉之比，一般是隨著細(xì)粉含量的提高可塑性增大，同時(shí)隨著細(xì)粉的細(xì)度的提高而增大。這是因?yàn)榧?xì)度的提高，粒子間的接觸點(diǎn)增多，易于發(fā)生位移所致；(2)固－液相之間的體積比，可塑料的水含量有一定范圍，隨粉料的性質(zhì)不同一般波動(dòng)在9～13％(質(zhì)量比)之間，水分含量太低或太高均難以獲得合適的可塑性指數(shù)。水在可塑料受外力作用時(shí)起著一定的潤(rùn)滑作用，又可在變形后的可塑料中的粒子間形成“液橋”，在粒子間的范德華引力和毛細(xì)管力的作用下保持變形后的可塑料形狀；(3)增塑劑的性質(zhì)與加入量，一般要求增塑材料具有適當(dāng)?shù)谋Ｋ阅?吸水率)，和在集料顆粒之間起著潤(rùn)滑作用。2025/5/46、附著率

通過(guò)噴射機(jī)將噴射耐火材料噴射到受噴涂的襯體上的附著量，以百分率計(jì)算稱為附著率。也可以其未附著的失落量所占的百分率來(lái)計(jì)算，則稱為回彈率。附著率是噴射耐火材料的一個(gè)很重要的作業(yè)性指標(biāo)。附著率越高，回彈率越低，噴涂效果越好。影響噴射耐火材料附著率的因素很多，主要有以下幾方面（1）噴射料的粒度組成：骨料與基質(zhì)（粉料）之比要適當(dāng)，基質(zhì)含量要足以將骨料顆粒包埋住，噴射時(shí)粗骨料能“軟落陸”于基質(zhì)中，否則骨料易脫落。一般骨料與基質(zhì)之比為60：40。而且粗骨料的最大粒度不宜過(guò)大，一般以8mm為宜，含量以小于20％為宜，粗顆粒含量過(guò)多易導(dǎo)致回彈脫落；2025/5/4影響噴射耐火材料附著率的因素很多，主要有以下幾方面（2）基質(zhì)料的流變學(xué)性質(zhì)：由細(xì)粉與水（或液狀結(jié)合劑）組成的泥料應(yīng)當(dāng)是一種粘－塑性泥料，具有一定的屈服值，受噴射氣流和噴射料的沖擊時(shí)只發(fā)生塑性變，而不發(fā)生流淌。因此需加入增塑劑或絮凝劑來(lái)調(diào)節(jié)；（3）噴射氣流的壓力與流速；作為噴射料的載體氣流的壓力與流速要適當(dāng)，過(guò)大氣壓產(chǎn)生過(guò)大的沖擊力易引起噴射料的回彈相反，過(guò)小的氣壓難以使噴射料形成致密的噴涂層，也容易發(fā)生脫落；（4）噴射施工的操作：噴嘴與受噴面的距離要適當(dāng)，一般為0.5~1m，噴槍要盡量與受噴面形成直角，否則都會(huì)使附著率降低；（5）受噴襯體的表面性質(zhì)與狀態(tài)：噴射噴補(bǔ)料時(shí)，受噴襯體表面愈粗糙愈易粘附。而噴射噴涂料時(shí)，受噴爐殼上應(yīng)有適當(dāng)?shù)腻^固件，以增強(qiáng)噴涂層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。2025/5/47、凝結(jié)性

不定形耐火材料加水或液體結(jié)合劑拌合后，拌合料逐漸失去觸變性或可塑料而處于凝固狀態(tài)的性質(zhì)稱為凝結(jié)性。經(jīng)歷這一過(guò)程所需的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間。拌合料開始由粘－塑性體或粘－塑－彈性體轉(zhuǎn)變成塑－彈性體的時(shí)間為初凝時(shí)間，由塑－彈性體變成為彈性體的時(shí)間為終凝時(shí)間。對(duì)耐火澆注料來(lái)說(shuō)，為了滿足施工作業(yè)時(shí)間的要求，一般要求初凝時(shí)間不得早于40min，而終凝時(shí)間不得遲于8h，但對(duì)噴射耐火材料來(lái)說(shuō)，卻要求凝結(jié)時(shí)間越短越好，如濕式噴射料，要求噴到受噴面上后能立即發(fā)生閃凝，以防止噴涂層發(fā)生脫落或倒塌。2025/5/48、硬化性

不定形耐火材料加水或液狀結(jié)合劑拌合和成型后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間養(yǎng)護(hù)或加熱烘烤固化而產(chǎn)生強(qiáng)度的性質(zhì)稱為硬化性。出現(xiàn)硬化作用的原理在于發(fā)生水化反應(yīng)產(chǎn)生水化物、或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成膠結(jié)物、或發(fā)生凝聚作用生成團(tuán)聚體，或發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚合物將集料顆粒膠結(jié)在一起而硬化。2025/5/4不定形耐火材料發(fā)生硬化作用是有條件的：在常溫水中或潮濕條件下養(yǎng)護(hù)發(fā)生硬化的稱為水硬性材料，在常溫干燥條件下養(yǎng)護(hù)而硬化的稱為氣硬性材料；而在加熱烘烤時(shí)才能發(fā)生硬化的稱為熱硬性材料。采用不同性質(zhì)的結(jié)合劑其所需要的硬化條件是不同的，如用鋁酸鈣水泥作結(jié)合劑的澆注料，一般要在潮濕環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，用磷酸鹽或水玻結(jié)合劑的澆注料，要求在干燥的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)；而用有機(jī)樹脂類作結(jié)合劑的搗打料或熱修補(bǔ)料，要求在加熱烘烤（約200~300℃）條件下才能發(fā)生硬化。2025/5/4耐火泥漿是用于砌筑定形耐火制品的接縫材料，它是由耐火粉料、水或液態(tài)結(jié)合劑和外加劑（如分散劑、塑化劑，穩(wěn)定劑或保水劑）等組成的，是一類含高濃度固體粒子的膏狀漿體（或稱濃懸浮液）。耐火泥漿中固體／液體重量比約為(70~75)/(30~25)，一般是用抹刀涂抹法施工。一般說(shuō)耐火泥漿的化學(xué)性質(zhì)要與所砌筑的耐火制品的化學(xué)性質(zhì)相似，因此與耐火制品的分類相同。第九節(jié)耐火泥漿2025/5/4硅酸鋁質(zhì)耐火泥漿硅酸鋁質(zhì)耐火泥漿包括有粘土質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火泥漿。根據(jù)材質(zhì)不同，這類耐火泥漿分別用粘土熟料、燒結(jié)或電熔莫來(lái)石、高鋁礬土熟料、燒結(jié)或電熔剛玉制成粉料，與軟質(zhì)粘土、結(jié)合劑和外加劑配制而成。

一般硅酸鋁質(zhì)耐火泥漿中都加有軟質(zhì)（塑性）粘土，加入軟質(zhì)粘土的目的在于改善其作業(yè)性，如鋪展性和粘附性等。也可用氧化硅微粉（煙塵硅）取代軟質(zhì)粘土來(lái)改善作業(yè)性，而且可降低耐火泥漿的燒結(jié)溫度。2025/5/4硅酸鋁質(zhì)耐火泥漿一般不加結(jié)合劑，但為了提高結(jié)合強(qiáng)度，則必須加入結(jié)合劑。所采用的結(jié)合劑有兩個(gè)系列：（A）硅酸鹽系列，即不同模數(shù)(SiO2/Na2O)的水玻璃；（B）磷酸鹽系列，如酸性磷酸鋁、聚磷酸鹽等。結(jié)合劑的加入量可根據(jù)使用要求調(diào)節(jié)，一般說(shuō)隨著結(jié)合劑加入量的提高，其燒后結(jié)合強(qiáng)也提高，但在高溫?zé)釕B(tài)下的強(qiáng)度卻相反，這是因?yàn)榧尤虢Y(jié)合劑會(huì)導(dǎo)致高溫下泥漿中的液相量增大。硅酸鋁質(zhì)泥漿的粒度范圍一般為0~0.5mm，0.5~0.088mm占50%，＜0.088mm占50%。粒度組成也可根據(jù)使用要求來(lái)調(diào)配。2025/5/4堿性耐火泥漿堿性耐火泥漿是用于砌筑堿性耐火制品的接縫材料，包括有鎂質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、鎂鉻質(zhì)和鎂硅質(zhì)等耐火泥漿。堿性耐火泥漿是用燒結(jié)或電熔鎂砂、或合成原料（如鎂鋁尖晶石、鎂鉻尖晶石）、或廢鎂磚、廢鎂鉻磚等破粉碎后制成的粉料，加結(jié)合劑和添加劑配制成的。制備泥漿的粉料粒度組成與其他耐火泥漿相似，是由0.5~0.088mm和＜0.088mm兩種粒度配制的，其配合比為(70~75)∶(25~30)。2025/5/4由于堿性耐火泥漿中含有MgO，而MgO與水接觸時(shí)易發(fā)生水化反應(yīng)生成Mg(OH)2，產(chǎn)生體積膨脹，而加熱后又會(huì)脫水分解成MgO，因此用水調(diào)制堿性泥漿在使用中易發(fā)生脹裂而失去結(jié)合強(qiáng)度。所以堿性耐火泥漿不能單獨(dú)采用水來(lái)調(diào)制，而必須采用能與鎂砂(MgO)反應(yīng)生成復(fù)合鹽的液狀化學(xué)結(jié)合劑或非水系有機(jī)結(jié)合劑來(lái)調(diào)制。另一方面必須注意的是：堿性耐火泥漿也不能用酸性化學(xué)結(jié)合劑（如磷酸、磷酸二氧鋁）來(lái)調(diào)制，因?yàn)樗嵝曰瘜W(xué)結(jié)合劑與MgO反應(yīng)速度很快、會(huì)出現(xiàn)瞬凝現(xiàn)象，使泥漿失去作業(yè)性而無(wú)法使用。2025/5/4堿性耐火泥漿用的化學(xué)結(jié)合劑有氯化鎂（鹵水）、硫酸鎂、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硅酸鈉（水玻璃）等，用這些化合物的水溶液調(diào)制的堿性耐火泥漿均具有一定的作業(yè)時(shí)間，而且凝固后均具有一定的結(jié)合強(qiáng)度。但較普遍采用的是鹵水和聚磷酸鈉結(jié)合劑。非水系堿性耐火泥漿是用液態(tài)酚醛樹脂來(lái)調(diào)制，用無(wú)水乙醇來(lái)調(diào)節(jié)其作業(yè)性能。

１、一般選鹵水（比重2.2左右）若加部分三聚或六偏一般固體重量比為1~2％，外加改性淀粉～1％或糊精，加少量的羥甲基纖維素0.1～0.2％調(diào)節(jié)。同時(shí)為了可塑性（燒結(jié)性）加5％左右的黏土或膨潤(rùn)土。２、對(duì)用樹脂的一般是磚中含有碳的如MgOC，AMC磚。2025/5/4碳化硅和炭質(zhì)耐火泥漿

碳化硅質(zhì)耐火泥漿是用于砌筑碳化硅制品和含碳化硅制品的接縫料，而炭質(zhì)和含炭質(zhì)耐火泥漿主要用于砌筑大、中型高爐碳磚、混鐵爐或魚雷罐鋁碳磚的接縫料和填縫料，此類泥料又稱炭糊。碳化硅質(zhì)耐火泥漿，是以一定粒度組成的碳化硅為原料，配加結(jié)合劑和外加劑而制成的，可分為有水碳化硅泥漿和無(wú)水碳化硅泥漿、有水泥漿的結(jié)合劑是用水玻璃，或酸性磷酸鹽、或氧化硅微粉＋鋁酸鈣水泥；而無(wú)水碳化硅泥漿的結(jié)合劑是用液態(tài)酚醛樹脂、或焦油＋蒽油＋瀝青。碳化硅耐火泥漿的粒度組成同其他泥漿相似，視砌體砌縫厚薄不同，最大顆粒粒徑波動(dòng)在0.5~1mm。＞0.088mm占40％~50%，＜0.088mm占50％~60%。2025/5/4耐火涂料是用于作耐火材料襯體表面的工作襯或保護(hù)襯的泥膏狀材料。是一類具有較小屈服值的賓漢型流體的泥料，具有較好的鋪展性，可采取人工涂抹（刷）或機(jī)械噴涂法施工。第十節(jié)耐火涂料2025/5/4鎂鈣質(zhì)中間包涂料是一類堿性鎂鈣質(zhì)耐火涂料。這類涂料含有CaO，CaO能吸附鋼水中的氧化物（如Al