超微粉对耐火材料性能的影响非常大,是配制低水泥系列浇注料的技术关键。超微粉的品种选择是否得当,其用量是否适宜,微硅粉直接关系到耐火浇注料的使用效果。为此本文详细论述了超微粉的作用机理及其对耐火浇注料性能的影响,最终为新产品开发选取了超微粉的最佳用量。
众所周知,传统水泥耐火浇注料,由于水泥用量较高,能够获 得足够的常温强度。但是,中温时水泥的晶型转变会使强度显著降低;且水泥会带入3~10%的CaO,与料中的SiO2和α-Al2O3反应,生成低熔点的钙长石(CAS2)或钙铝黄长石(C2AS),从而导致了材料高温强度和抗侵蚀性的降低。而超微粉和高效外加剂的引入,则可以大大改善这种状况。能够配制出性能优良的低水泥、超低水泥和无水泥浇注料。该类材料触变性较好,中温强度不下降,性能优良,已广泛应用于冶金、建材、石化、电力等各个领域,获得了良好的使用效果。
由于微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰,国家建材总局于2007年初推荐保温材料行业使用微硅粉,微硅粉是一种活性很强的原材料,添加以后能大大提高工程的质量。尤其是在提高工程的强度、早强方面效果明显。微硅粉在显微镜下呈球状,加入水后,在水的作用下生成一种水凝胶体,呈网状链结构,可以起到包裹水分的作用。在外力作用下可释放水分,和水泥产生水化作用,增加强度。
与国外进口原材料钾酸钙相比,微硅粉在保温材料中可以完全替代它,并且在多方面都有绝对优势:价格只有钾酸钙的1/5,能更好的保证工程的后期强度。微硅粉的加入量约为3%~10%,就可以大大提高工程质量。凭着这些优势,保温材料行业正在逐渐认识和使用硅粉。其用法非常广泛,可作如下饰面材料:
1、墙体保温用聚合物砂浆、保温砂浆、界面剂。
2、水泥基聚合物防水材料。
3、轻骨料保温节能砼及制品。
4、内外墙建筑用腻子粉加工。较多硅灰存在时,在渗透层的背部生成大量致密的富铝尖晶石层,为进一步捕捉渣中的FeO、MnO等成分作好准备。因而增加硅灰的加入量能够抑制渣的渗透。
但是,硅灰的增加,使工作面附近液相量增多,适量的液相可以起到封闭气孔,阻止渣液渗入的作用,但如果液相过多,却会降低浇注料的耐蚀性。在本节中,当硅灰加入量达2.5%时,基质配料点仍然处于△A1203-A3S2-MA三角区域内,液相生成量不大。
所以在硅灰加入量为0---2.5%的范围内,随着硅灰加入量的增加,浇注料的抗渣性能得到优化,尤其是抗渗透性得到较大提高。由以上情况可以得出G1、G2、G3的高温抗折强度逐渐增大。这是因为微硅粉具有良好的填充性能,减少用水量,提高浇注料的流动性,降低气孔率。提高浇注料致密度,所以随着微硅粉量的增加,试样的致密度随着提高,在高温下与a氧化铝粉生成莫来石的量也增大,高温抗折强度也随着提高,由于生成莫来石伴随着体积膨胀,所以烧后线变化率由收缩转为膨胀。
试样G 4 表现为粘度大,流动性差,高温抗折强度变低,且烧后线变化率为收缩。由于加人微硅粉过量,a氧化铝粉只能与部分G4中一定量的微硅粉反应生成莫来石,而多余的微硅粉引人到浇注料中,而且微硅粉中又含有大量的低熔物,在高温下形成较多液相,降低浇注料的高温强度,并导致浇注料试样收缩。