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對(duì)澆注料主要有兩個(gè)要求：一個(gè)是抗侵蝕性，澆注料通常含有水硬性結(jié)合劑—鋁酸鈣水泥（CAC）它的含量越低越好，因?yàn)樗M織低熔點(diǎn)液相的產(chǎn)生，從而避免了抗侵蝕性能降低：另一個(gè)是干燥抗爆性，澆注料需要一些添加劑來防止爆裂。 因?yàn)闊o水泥澆注料（如硅溶膠和水合氧化鋁）中不含有CaO 且不會(huì)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(jié)合劑。硅溶膠是一種由納米無定形二氧化硅顆粒組成的穩(wěn)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(wǎng)絡(luò)。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(huì)形成一個(gè)三維網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)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(huì)減少當(dāng)前水硬性結(jié)合劑存在的問題。 考慮到澆注料基質(zhì)中納米二氧化硅的結(jié)合，在固化過程中會(huì)因?yàn)槠渚哂休^其他水泥顆粒更高的比表面積出現(xiàn)裂紋。本文詳細(xì)介紹了如何控制硅溶膠結(jié)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(jié)合劑，硅溶膠（30% SiO2）的加入量為 7%。
二：硬化劑 共用8種無機(jī)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(xué)試劑級(jí)別：另一種是細(xì)耐火顆粒級(jí)別。其余硬化劑均是化學(xué)試劑級(jí)別。硬化時(shí)間通常收到PH的變化、粒徑、無機(jī)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?yàn)樗麄兊娜芙舛确秶蛪A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(yàn)了硬化劑的量對(duì)硬化時(shí)間的影響。然后，調(diào)整硬化劑量，盡可能使硬化時(shí)間十分接近。 三：硬化測(cè)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(shí)間與每種硬化劑濃度的關(guān)系，隨著硬化劑量的增加，硬化時(shí)間縮短。除了CaSO4外，可溶性鹽硬化開始得都很快，而當(dāng)溶度相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，硬化時(shí)間迅速減少。 對(duì)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(xì)骨料)的硬化時(shí)間比實(shí)際級(jí)別要慢，因?yàn)槠渚哂懈〉谋砻娣e。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?yàn)樗鼛缀醪蝗苡谒?duì)于多價(jià)金屬離子，鋁離子對(duì)于硬化的最有效的，因?yàn)樗悄壳白钊菀妆晃皆诙趸桀w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(duì)于硬化時(shí)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(jià)在硅溶膠和硬化劑之間的反應(yīng)中起重要作用。 堿性氧化物的添加被認(rèn)為是陰離子反應(yīng)而膠凝。堿性氧化物會(huì)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(huì)被吸附物上轉(zhuǎn)移氫核，形成OH-會(huì)增進(jìn)硅氧烷鍵的生成，這樣就促進(jìn)了凝膠化。從這假設(shè)可以推斷，MgO作了催化劑使用，它的收縮率真實(shí)比率要更高，這一現(xiàn)象可能是室溫下存在不確定的反應(yīng)所致。然而，也有描述稱MgO在基質(zhì)溶液中會(huì)微微釋放出Mg2+ 。因此，離子可以表現(xiàn)的與可溶鹽一樣，充當(dāng)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(jī)化合物中，MgO可能更適合作為澆注料的硬化劑。 結(jié)論：研究結(jié)果表明，添加劑可調(diào)節(jié)硬化時(shí)間，取決于其溶解度和粒徑，可溶性鹽對(duì)硬化時(shí)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(yōu)化粒徑來控制硬化時(shí)間，且不改變收縮率。MgO是評(píng)價(jià)系統(tǒng)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
