|
對澆注料主要有兩個要求：一個是抗侵蝕性，澆注料通常含有水硬性結合劑—鋁酸鈣水泥（CAC）它的含量越低越好，因為它組織低熔點液相的產生，從而避免了抗侵蝕性能降低：另一個是干燥抗爆性，澆注料需要一些添加劑來防止爆裂。 因為無水泥澆注料（如硅溶膠和水合氧化鋁）中不含有CaO 且不會形成氫氧化物，有望具有高的抗侵蝕性和好的干燥能力。其中，硅溶膠被稱為是可以代替CAC的澆注料的結合劑。硅溶膠是一種由納米無定形二氧化硅顆粒組成的穩定的分散體系，它圍繞著耐火顆粒，凝膠化后形成包裹住耐火顆粒的網絡。在干燥階段，顆粒表面的羥基（Si—OH）形成硅氧烷鍵（Si-O-Si），這會形成一個三維網絡。該網絡具有高的滲透性，使得組分很容易被烘干，減少爆炸式開裂。因此，澆注料中的奈米二氧化硅可能會減少當前水硬性結合劑存在的問題。 考慮到澆注料基質中納米二氧化硅的結合，在固化過程中會因為其具有較其他水泥顆粒更高的比表面積出現裂紋。本文詳細介紹了如何控制硅溶膠結合澆注料的收縮。 一 ：材料和方法 制備AL2O3—SiC—C系澆注料。表1示出了各種原料。作為結合劑，硅溶膠（30% SiO2）的加入量為 7%。
二：硬化劑 共用8種無機化合物作為硬化劑，氧化鎂（MgO）、氯化鎂（MgCL2）、硫酸鎂（MgSO4）、氫氧化鈣[Ca（OH）2]、氯化鈣（CaCl2）和硫酸鈣（caSO4）。MgO包括兩種類型：一種是化學試劑級別：另一種是細耐火顆粒級別。其余硬化劑均是化學試劑級別。硬化時間通常收到PH的變化、粒徑、無機化合物中可溶性陽離子種類和溶度影響。 選擇這些化合物是因為他們的溶解度范圍和堿度。為了比較每種硬化劑的硬化行為，選擇等量陽離子摩爾含量的硬化劑，因而是行不通的。因此，首先試驗了硬化劑的量對硬化時間的影響。然后，調整硬化劑量，盡可能使硬化時間十分接近。 三：硬化測試 將含有7%硅溶膠的混合好的澆注料置入25mmX25mm160mm的鋼模中，在40℃下固化，顯示了硬化時間與每種硬化劑濃度的關系，隨著硬化劑量的增加，硬化時間縮短。除了CaSO4外，可溶性鹽硬化開始得都很快，而當溶度相當低時，硬化時間迅速減少。 對于氧化物和氫氧化物而言其凝固速率要比可溶性鹽更慢，這歸因于溶解度的不同。與不同粒徑的MgO比較，較粗的MgO(細骨料)的硬化時間比實際級別要慢，因為其具有更小的表面積。硫酸鹽的溶解度隨著離子半徑的增大而降低。因此CaSO4 的凝固速率要比其它硫酸鹽的更小，因為它幾乎不溶于水。對于多價金屬離子，鋁離子對于硬化的最有效的，因為它是目前最容易被吸附在二氧化硅顆粒上的。 然而，這些氯化物和氫化物與硫酸鹽具有相反的特性。但是對于硬化時間，氯化物和氫化物與硫酸鹽相似，并沒有大的不同。 因此很有可能是溶解度和硬化劑的離子化合價在硅溶膠和硬化劑之間的反應中起重要作用。 堿性氧化物的添加被認為是陰離子反應而膠凝。堿性氧化物會從二氧化硅顆粒表面的Si—OH基中失去氫離子，表面的晶格氧化物粒子會被吸附物上轉移氫核，形成OH-會增進硅氧烷鍵的生成，這樣就促進了凝膠化。從這假設可以推斷，MgO作了催化劑使用，它的收縮率真實比率要更高，這一現象可能是室溫下存在不確定的反應所致。然而，也有描述稱MgO在基質溶液中會微微釋放出Mg2+ 。因此，離子可以表現的與可溶鹽一樣，充當促凝劑使用。此外，Mg（OH）2的溶解度要比Ca（OH）2的低。所以在所有的無機化合物中，MgO可能更適合作為澆注料的硬化劑。 結論：研究結果表明，添加劑可調節硬化時間，取決于其溶解度和粒徑，可溶性鹽對硬化時間的影響極其靈敏，且收縮率與氫氧化物及氧化物相比更大。而且，氧化物可以通過優化粒徑來控制硬化時間，且不改變收縮率。MgO是評價系統中最適合的添加劑，AL2O3—SiC—C 系澆注料中，其推薦最佳加入量范圍為0.08~0.4mmol·g |
0371-60288311 185-3711-3611
