高强轻质莫来石浇注料的开发.doc

高强轻质莫来石浇注料的开发 王玺堂 张保国王周福 武汉科技大学材料与冶金学院 武汉4 3 0 081 杜巍 陈 军 洛阳耐火材料集团有限责任公司 洛阳4 7l 03 9 摘要以莫来石轻质骨料为主要原料，研究了骨料级配、结合剂、添加荆、膨胀剂等因 素对轻质莫来石浇注料的物理性能厦施工性能的影响。 l引言 目前，轻质浇注料主要缺点是强度低，荷重软化温度低，抗热震斧，使用温度低，不能满 足在高温条件下的使用要求。如何提高其的强度、降低导热率，防fr烧结收缩，是急待解决的 一个重要问题I。”，本丁作在以往研究下作的经验基础上，进行了高强轻质莫来石浇注料的开发。 2试验过程 奉研究以轻质兑来石为骨料．水泥为结台剂。配料要求在『亩温下其基质结合主要形成其来 石相，把轻赝莫来石颗粒紧密结合起来。山于在高温下生成典来石相的膨胀，使轻质兑来石浇 注料的线收缩减小。为增大流动性降低加水鼍，舔加一定虽的硅微粉及少最的复合减水剂；为 防止轻质浇注料在岛温下的收缩，添加蓝品石作为膨胀剂。 按照试验预设计的俄比进行配料，先将骨料及水泥放入搅拌器中干混，然后加入部分水搅 拌2分钟后，再加入蓝品石、矾二}=细粉、添加剂及减水剂等原料。将搅拌均匀的泥料装入40 ×40×160mm的三联模具中振动成型，试样，10℃×24h干燥，1450℃×3h烧成。 表1 预设计配方* 轻质奠来石5 一级矾土 一级矾土 特级矾土 !水泥I膨胀剂 l 1m 3—1nm 1mm 0·088mm l ‘ 40～s0 S～10 10～lS S～10 6～12 12～16 3结果与讨论 3 1颗粒粒度及组成 骨料对流动性的影响表现在多方面：颗粒形状、级配、粒狰、吸水率等。颗粒级配是影响 ·4 3 8·  流动性能的重要囡素。本试验中所用颗粒范『制为：在颗粒(lmm)40—50％；中颗粒 (1~o．074mm)l肛25％：细颗粒(O．074mm==22—39％：细粉用量不足时．嚣料与细粉问 存在着分离倾向。流动性差或不流动，中颗粒用量较多时，因骨料之问的直接接触，使流动性 显著下降；细粉用量过多时则旋工后细粉产生分离现象或产生高粘度，影响流动性91，颗粒粒 径的增大也可造成流动性急剧下降，为了获得良好的流动性庶选择粒径小的颗粒为骨料，同时 田为轻质浇注料的骨料粒释又不能A小，所以，本资试验选择最大粒释为5mm。 3 2结合剂的影响 本试验选用水泥作为缩台剂，甜加入纯铝酸钙水泥一定量基础上，研究了高铝水泥加入景 刘浇注料性能的影响见图l，2。可知，在水泥结合轻质浇注料中，水泥轻骨料耐火浇注料的强 度，随水泥用量的增加而提高。因此，要提高强度．可适当增加水泥用量．但不能过多，否则 会增大浇注料的容重而降低隔热性能。水泥做结合剂的轻质浇注料．随着加热温度的升高，由 于凝胶体的脱水，烧后线收缩逐渐增大，另外，结合剂的种类和用量，对轻质耐火浇注料的导 热系数和荷重软化温度等性能都有影响。 = ／-—1卜1 。 刨 l ■ 1450 o 爱 车 6：．竺^／ 《 ．一——一．广_——f 1 O 2 { 6 (】 2 1 b 水 泥％ 水 泥％ 罔l水泥加入量刈试样体密 图2 水泥最对拦摩的膨n曲 的影响 3 3微粉量的影响 硅微粉加入量对浇注料试样强度的影响见图3。由结果可知．硅微粉作为超细粉用于轻质 浇注料，提高了浇注料的强度。随着浇注料中硅微粉加入量的增大，试样的烘干后抗折强度 增大，烧成后的抗折强度和耐压强度了上升，但加入量达到10％左右后．烧后强度达到最高， 而后开始下降，而气孔率和体积密度则随硅微粉加入量的增大而下降。经过比较，认为硅微粉 加入量以加^8％较为合理。同时由于硅微粉表面活性强使其具有相当良好的减水作用，大大 增强了浇注料的流动性降低了浇注料的加水量。 3 4蓝晶石量的影响 选择蓝品石加入量分别为12％、13％、“％、15％的四个配方进行比较，以确定蓝品石最 佳加入是。山结果可见，1450℃烧后试样随着蓝晶石加入量的增加，线膨胀增大，且强度提 ·4 3 9· z∥乞- ! 崩 囊 车 蜒 ：／■?＼ 做粉含ji％ 图3 微粉含量刘强度的影响 高。蓝品石在1500℃以下的不同温度区间，自身发生了物理化学反应并与基质中其他组分发生 高温化学反麻，形成高熔点矿物和针状莫来石晶体，并同时伴有大的体积膨胀效应，这种体积 膨胀．弥补了基质的烧结收缩，增强了材料的体积稳定性，同时生成的针状莫来石晶体在基质 中形成牢固的网状结构，能增加材料的强度．改善材料的抗热震性能。浇注料的膨胀值除与蓝 晶石矿物特性、纯度有关外，还与粒度大小有关，当蓝品石材质一定时，随蓝晶石加入量增加， 烧Jf舌线变化增加，而耐压强度却下降，所以在浇注料中加入蓝晶石应选择粒度