不定形耐火材料結合劑——鋁酸鈣水泥化學組成與分類

2020-12-06 找耐火材料網

世界上最早生產鋁酸鈣水泥的是法國拉法基公司(Lafarge)。早在1908年該公司的J.Bied就獲得了商業化生產鋁酸鈣水泥的專利。目前世界上仍然以拉法基公司的鋁酸鈣水泥品種最全、生產和使用經驗最豐富,其共有六種牌號的鋁酸鈣水泥可用作不定形耐火材料的結合劑,分別為CimentFonduLafarge(Al2O340%左右,Fe2O315%,簡稱Fon-du)、Secar41(Al2O346%,Fe2O35%)、Secar51(Al2O353%,Fe2O3<1.5%)、Secar60(Al2O358%,Fe2O3<1.0%)、Secar71(Al2O369%,CaO30%)和Secar80(Al2O380%)。

Fondu、Secar41和Secar51均採用高效反射爐熔融法生產:Secar60和Secar71則採用迴轉窯燒結法生產;Secar80是用Secar71與活性Al2O3細粉共同混磨而達到Al2O380%的。

鋁酸鈣水泥

我國在1953年用倒焰窯試製高鋁水泥(Al2O350%左右的矽酸鈣水泥)成功;從1957年起採用迴轉窯燒結法製造高鋁水泥至今已有40餘年的歷史;二十世紀六十年代末期研製成功了Al2O365%左右的鋁酸鈣水泥,即高鋁水泥-65;為滿足不定形耐火材料更耐高溫的要求,1979年也研製成功了Al2O3大於70%的純鋁酸鈣水泥。目前已能生產Al2O3含量分別為50%、65%、70%、80%和90%的系列鋁酸鈣水泥。

鋁酸鈣水泥

以上可見,一般按Al2O3含量來劃分鋁酸鈣水泥品種,但並無嚴格的成分標準。我國習慣上將鋁酸鈣水泥分為普通鋁酸鈣水泥(Al2O3 53~72%,CaO 21%~35%)和純鋁酸鈣水泥(Al2O3 72%~82%,CaO 19%~23%)兩大類。

普通鋁酸鈣水泥又可分為低鐵型(Fe2O3<2.0%)和高鐵型(Fe2O3 7%~16%)兩種。低鐵型鋁酸鈣水泥中Al2O3含量在53%~56%、CaO含量在33%~35%的稱為高鋁水泥(Highaluminacement,簡與HAC,也稱礬土水泥)Al2O3含量在59%~61%、CaO含量在27%~31%的稱為鋁-60水泥;Al2O3含量在65%-70%、CaO含量在21%~24%的稱為低鈣鋁酸鹽水泥(高鋁水泥-65)。純鋁酸鈣水泥又可分為普通型(Al2O3 72%~78%)和超高鋁型(Al2O3>79%~83%)兩種。此外,根據對某方面物理性能特殊要求,還有早強型鋁酸鈣水泥和高強鋁酸鈣水泥等品種。表1為不同類型鋁酸鈣水泥的化學成分。美國等則將鋁酸鈣水泥劃分為三大類:低純度、中純度和高純度,其成分範圍如表2所列。

表1 矽酸鈣水泥的化學成分與礦物組成

表2鋁酸鈣水泥的成分範圍

世界上對鋁酸鈣水泥的分類及稱呼有時有很大差別。我國一般將Al2O350%i56%的鋁酸鈣水泥稱為高鋁水泥(礬土水泥),但也有將純鋁酸鈣水泥以外的鋁酸鈣水泥均稱為高鋁水泥,甚至就將鋁酸鈣水泥稱為高鋁水泥;美國、德國、捷克等高鋁水泥的Al2O3,含量為40%~51%;法國、英國、西班牙等國則將高鋁水泥(HAC)的組成確定為Al2O3 37%~41%,CaO 35%~39%,SiO2 3.5%~5.5%,Fe2O3 9%~12%,FeO 4%~6%,TiO2 1.5%~2.5%,MgO 0.5%~1.0%。

相關焦點

  • 耐火澆注料結合劑:鋁酸鈣水泥的概述及水化分析
    鋁酸鈣水泥具有早強性能好,耐火度高,耐衝刷磨損等特點,已經成為當前國防、冶金、化工和建材等領域所需的高性能耐火燒注料的重要結合劑[13-15]。鋁酸鈣水泥最初主要用於軍事工程,如今鋁酸鈣水泥在一般行業應用廣泛,比如:在建築工程的防漏處理上,鋁酸鈣水泥中加入適量石膏可以製成鋁酸鈣膨化劑和石膏膨化水泥;在煤礦巷旁支護、密閉和封堵方面,鋁酸鈣水泥可以製成高水速凝固結充填材料。除此以外,鋁酸鈣水泥也有著搶修搶建、耐硫酸鹽腐蝕和寒冷條件下施工等特殊用途:可以用來配製不定形耐火材料、耐熱混凝土、膨脹水泥以及預製混凝土工業。
  • 不定形耐火材料:澆注料的研究進展與發展趨勢
    澆注料是不定形耐火材料的主要品種,是一種不經煅燒、不經成形,加水攪拌後具有較好流動性的新型耐火材料。澆注料由耐火骨料、耐火粉料、結合劑組成。早期的研究對其作用有比較清楚的認識,但均建立在傳統澆注料基礎之上。
  • 耐火材料結合劑——磷酸鋁的性質、製備、膠結原理以及應用
    不定形耐火材料施工時也可現場配製磷酸鋁結合劑。表2為M值不同時,濃度為100%H3PO4的濃磷酸與氫氧化鋁反應生成磷酸一氫鋁時的需用量。若用濃度為85%的工業磷酸或60%的磷酸配製,只需將表中的H3PO4反應需用量除以磷酸的濃度即得到某一濃度磷酸的需用量。
  • 不定形耐火材料發生硬化作用的條件
    評估不定形耐火材料施工操作難易程度的性能稱為作業性能,也稱為施工性能。作業性能的好壞直接影響施工效率和施工體質量。好的作業性能應當指材料能夠在較省力省時的情況下完成施工,並可獲得較好的施工體質量。
  • 不定形耐火材料用減水劑的種類及作用機理
    不定形耐火材料與燒成耐火材料相比,具有節約能源,整體性好,可靈活調整組成,生產效率高,綜合使用效果好等優點,因此,發展十分迅速。在施工和使用過程中,要求不定形耐火材料特別是耐火澆注料和泵送料具有很好的流動性和儘可能少的用水量,借鑑混凝土行業的經驗,減水劑作為一種重要的外加劑,在不定形耐火材料領域得到應用。
  • Al2O3-SiC-C(ASC)系耐火材料用原材料、結合劑的選擇
    在其原材料及結合劑的選擇上,可參考以下內容:1、Al2O3原料ASC質耐火材料使用性能優良,表現在耐鐵水和爐渣的化學侵蝕和承受鐵水和爐渣的衝刷侵蝕。對於出鐵溝澆注料,從耐侵蝕性方面考慮,可以有Al2O3系、MgO系、MgO-Al2O3系,但在含碳4.5%,溫度不超過1500℃的鐵水溫度範圍內,Al2O3系的耐用性己足夠。
  • 免燒耐火材料用結合劑都有哪些種類?
    當矽溶膠作為不定形耐火材料,如噴塗料、澆注料等的結合劑使必須加入促凝劑來破壞矽溶膠的膠粒結構,促進凝結。2)鋁質結合劑含鋁的結合劑主要有鋁酸鈣水泥、可水合氧化鋁、硫酸鋁等。而鋁酸鈣水泥中含有CaO、SiO2等雜質,高溫下產生低共熔相,不利於製品的強度性能和高溫性能,不宜選用。硫酸鋁結合劑,又稱十八水和硫酸鋁,為白色鱗片或針狀結晶顆粒或粉末,熔點865℃,能溶於水。
  • 耐火磚、澆注料、可塑料、陶瓷纖維製品常用的無機結合劑類型
    GB/T18930-2002《耐火材料術語>中對結合劑的定義是;添加到非塑性顆粒料或纖維狀材料中使其具有作業性能和生坯強度或乾燥強度的物質,結合劑按化學性質分為有無機結合劑、有機結合劑、有機無機複合結合劑三大類。
  • 焦爐用耐火材料的基本分類及礦物組成
    黏土質耐火材料主要由莫來石(25%~50%)、玻璃相(25%~60%)和方石英及石英(最高可達30%)所組成。通常以硬質黏土為原料,預先煅燒成熟料,然後配以軟質黏土,以半乾法或可塑法成型.在1300~1400℃燒成材料。也可以加少量的水玻璃、水泥等結合劑製成不燒材料和不定形材料。它是焦爐、高爐、熱風爐、加熱爐和耐火材料燒成窯中常用的耐火材料。
  • 二氧化矽微粉(矽灰)在耐火材料中起到了哪些作用?
    二氧化矽微粉是一種呈球形結構的不定型微粉體,具有較大的比表面積和較高的化學活性,被廣泛地應用在耐火材料和陶瓷行業中。二氧化矽微粉的形貌呈標準圓球形,平均粒徑大小在0.15μm左右,比表面積在15-30m2/g之間,具有較高的化學活性。二氧化矽微粉不可燃,對人體的危害性較小。二氧化矽微粉中的SiO2的含量在87-98%之間,其化學活性與SiO2的含量有關。一般來說,SiO2的含量越高,其表面積越大,活性也就越高。
  • 耐火材料常用外加劑的詳細分類及性能作用
    耐火材料常用外加劑的詳細分類及性能作用,耐火材料外加劑主要是幫助結合劑發揮強化效應,可以起到改進耐火材料某些性能的作用,它可以是單一物質,也可以是複合物質,但均要求摻量少,不良影響少。常用的有穩定劑、促凝劑、抑制劑、增塑劑和膨脹劑等。
  • ASC鐵溝澆注料用骨料、基質組成、結合劑和外加劑的選擇
    鐵溝澆注料目前ASC鐵溝澆注料的配方中,骨料大多是剛玉或鋁礬土,結合劑一般使用鋁酸鈣水泥為主,而基質部分往往含有剛玉1、ASC鐵溝澆注料的骨料對於不定形耐火材料,合理選用骨料及嚴格控制級配是獲得優良性能的關鍵。其中高鋁骨料在材料中主要起骨架作用,在配方中所佔比例較高(一般可佔配方總重量的四至六成),因此其Al2O3含量、顆粒尺寸及粒度分布等直接影響到出鐵溝的服役壽命。
  • 耐火材料常用術語解釋及中英文對照
    塗料 coating由耐火骨料和結合劑混合而成的可塗抹的 不定形耐火材料,其含水量或其他液體量,一般要比接縫材料高。耐火可塑料 plastic refractory / mouldable refractory由骨料、細粉、結合劑和液體組成,具有良好作業性能,施工後加熱硬化,按交貨狀態直接使用的不定形耐火材料。
  • 【收藏】耐火材料常用術語解釋及中英文對照
    常溫耐壓強度 cold compressive stength 耐火材料在室溫下,按規定條件加壓,發生破壞前單位面積上所能承受的極限壓力。不定形耐火材料加水或其他液態結合劑後,在自重作用下流動性能的度量。磚表面被熔化而形成的凹陷,其最大直徑、最小直徑和深度可以測量。
  • 聚合磷酸鈉作為一種鹼性耐火材料結合劑的使用
    聚合磷酸鈉作為一種鹼性耐火材料結合劑的使用,聚合磷酸鈉是鹼性耐火材料常用的一種結合劑。聚合磷酸鈉一般用M2O/P2=R的摩爾比加以區別。R=3為正磷酸鹽。以納鹽為代表,如第一磷酸鈉Na(H,PO4)、第二磷酸鈉Na:(HPO,第三磷酸鈉NaPO,等.2≥R>1為聚磷酸鹽,有焦磷酸鈉(Na,P2O1)三聚磷酸鈉(NasP2O10)的結晶質。
  • 四種鋁酸鈣水泥對高鋁質耐磨可塑料燒結性和耐磨性的影響
    高鋁質耐磨可塑料一般是由骨料、粉料、結合劑及促凝劑按照一定比例經過混練,具有一定黏性和塑性的耐火材料。高鋁質耐磨可塑料中促凝劑的選擇及促凝機制的研究對可塑料施工性能以及CFB循環硫化床鍋爐的使用壽命具有重要影響。
  • 耐火澆注料常用的高溫結合劑都有哪些?都具備哪些特點?
    隨著煉鋼技術的提高,對耐火澆注料的性能要求也日益苛刻,耐火材料結合劑逐漸向自潔淨化、穩定化方向發展。常見的耐火澆注料用高溫結合劑有鋁酸鈣水泥、水合氧化鋁、矽溶膠、鋁凝膠粉結合劑等。各結合劑的作用機理及使用特點不盡相同,可通過選擇不同的澆注料用高溫結合劑,來獲得不同施工狀態、強度發展及高溫性能的澆注料,以滿足不同工況條件的需要。本文介紹了耐火澆注料常用高溫結合劑的品類及作用機理。
  • 耐火材料結合劑——聚合磷酸鈉的種類、製備方法及應用
    因此,含鎂砂、鈣砂和鎂鈣砂的鹼性材料無法用磷酸鹽作結合劑。鹼性不定形耐火材料和不燒磚大多採用聚合磷酸鹽(主要是聚合磷酸鈉)作結合劑。此外,聚合磷酸鹽也可用作各種材質耐火澆注料的分散劑(減水劑)。在陶瓷工業中和溼法製備耐火泥料時,聚合磷酸鈉也是良好的泥漿減水劑。
  • 簡述水泥的組成、水化反應及化學腐蝕作用
    反應從顆粒的表面逐層進行,水化產物主要為:水化矽酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和鈣礬石。化學腐蝕對水泥石的破壞原理,主要包括4種。侵蝕性介質就是隨著外界水分從孔道滲入水泥石中的,它們可與氫氧化鈣和水化鋁酸鈣反應,從而對水泥石起到破壞作用。