不定型耐火材料的結(jié)合方式及其發(fā)展動(dòng)態(tài)
一、引言
不定型耐火材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度取決于三種結(jié)合力:(A)結(jié)合相本身的結(jié)合力;(B)結(jié)合相與集料相之間的結(jié)合力;(C)集料相顆粒本身(晶相與晶相、晶相與非晶相)的結(jié)合力。在超過材料所能承受的最大應(yīng)力作用下,若(A)<(B)和(C),則材料通過結(jié)合相斷裂:若(B)<(A)和(C),則材料沿結(jié)合相與集料相是界斷裂;若(C)<(A)和(B),則材料必然穿過集料相顆粒斷裂。
不定型耐火材料一般是由連續(xù)的結(jié)合相和不連續(xù)的集料相組成的。但一般說集料相顆粒的強(qiáng)度要比結(jié)合相大,因此,不定型耐火材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是受結(jié)合相所控制,也就是說結(jié)合劑是決定不定型耐火材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要組成份。
二、結(jié)合方式與結(jié)合機(jī)理
不定型耐火材料用的結(jié)合劑,按其結(jié)合方式可分為如下幾種:水合結(jié)合、化學(xué)結(jié)合、陶瓷結(jié)合、粘著結(jié)合和凝聚結(jié)合。
(1)水合結(jié)合:所用的結(jié)合劑有鋁酸鈣水泥、硅酸鹽水泥、β—A2lO3等,水合結(jié)合是借助于常溫下結(jié)合劑與水發(fā)生水化反映生成化產(chǎn)物而產(chǎn)生結(jié)合。
水結(jié)合的膠結(jié)材料在常溫下進(jìn)行水化反映需要有一定的時(shí)間,因此具有一定的凝結(jié)和硬化時(shí)間,這類材料主要用作耐火澆注料的結(jié)合劑。
(2)化學(xué)結(jié)合:所用的結(jié)合劑有磷酸或磷酸鹽(加或不加硬化劑)、硅酸鈉或硅酸鉀(加或不加硬化劑)、酚醛樹脂加硬化劑等等。它們是借助于結(jié)合劑與耐火材料(氧化物集料)、或結(jié)合劑與硬化劑之間在常溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或加熱時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新化合物或聚合(縮合)交聯(lián)而產(chǎn)生結(jié)合的,因此有的也含有聚合結(jié)合作用。
化學(xué)結(jié)合劑加硬化劑時(shí)主要用作耐火澆注料的結(jié)合劑,而不加硬化劑時(shí)則用作搗打料,可塑料和涂料的結(jié)合劑。
(3)陶瓷結(jié)合:或稱低溫?zé)Y(jié)結(jié)合,是在不定型耐火材料中加入可降低燒結(jié)溫度的助劑或金屬粉末,以大大降低液相出現(xiàn)溫度,促進(jìn)低溫下固——液反應(yīng)而形成低溫?zé)Y(jié)結(jié)合,所用的低溫?zé)Y(jié)助劑有某些硼酸鹽、氟化物和硼、鈉玻璃等,金屬粉末有SiAAlMMg等粉末。
使用燒結(jié)助劑是借助在500-1000℃的低溫下首先產(chǎn)生粘性液相將集料顆粒粘結(jié)在一起,隨后隨著溫度提高依靠液——固之間的高溫化學(xué)反應(yīng),生成具有更高熔融溫度的結(jié)合相而產(chǎn)生堅(jiān)固的結(jié)合如在剛玉質(zhì)干式震動(dòng)料中加入少量的硼酐,硼酐在577℃即可發(fā)生熔融生成粘性液腥,隨后與a-A2lO3發(fā)生液——固反應(yīng)生成具有更高熔融溫度的化合物2A2lO3•2B2O3(不一致熔融溫度1035℃)、9A2lO3•2B2O3(不一致熔融溫度1950℃)而將剛玉集料固結(jié)在一起。
&nbs