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        耐火材料化學結合劑的應用

            所謂化學結合,系指利用酸或堿等的化學反應所產生的結合,具有代表性的是磷酸鹽系統,堿金屬硅酸鹽系統。此外,近年來又利用酚醛樹脂一類結合劑,在常溫或干燥溫度下發生反應硬化,即所謂樹脂結合。

        磷酸鹽硬化劑

            通常多是將磷酸鋁與氧化鎂配合使用,除此之外,還研制成各種磷酸鹽類結合劑,以及氧化 鎂以外的硬化劑,一般情況下使用較困難,所以除特殊用途外,不使用此類結合劑。 

        堿金屬硅酸鹽硬化劑 

            一般采用硅酸鈉(水玻璃)與硬化劑氟硅化鈉反應而生成nSiO2起結合作用,其反應如下: 

        2(Na] 0-NSI02)NA2SIF6-6NAF+(2n+1 )Sio2

        2NA-$i0+1/2 Na2SIF6+XH2o

        Na20+1/2 SIO2 ZH2 0+3NAF

        3(Na2 O-nsi02h NA2SIF6--6 NAF+ Na2 SIF6+nsi

            但無論是哪一種反應,由于其生成物為低熔點物質,因而不能用來作高溫結合劑,多半用來生產低溫用耐火澆注料。

        酚醛樹脂硬化劑 

            當不定形耐火材料需要常溫硬化時,通常多采用甲階酚醛樹脂及硬化劑。

        水化結合 

            在不定形耐火材料中主要使用鋁酸鹽水泥、純鋁酸鈣水泥作水合結合的代表性結合劑,利用氧化鋁微粉或分散劑,即可起到結合作用。

        陶瓷結合 

            由于需用一定的熱量,所以很少單獨使用此種方法,而且需要采用與常溫結合不同的結合劑最具代表性的結合劑為粘土,常溫時起凝集結合作用,高溫時起陶瓷結合作用。盡管粘土還存在著缺點,但是用它作不定形耐火材料的結合劑時也有著許多優點,可用于生產凝集結合形澆注料。

            除此之外,還可用金屬粉作陶瓷結合劑,特別是采用硅粉及鋁粉者居多。加入金屬粉的優點是可以在較大范圍內提高高溫強度。另外,Si與C發生反應,生成B-SiC,而金屬AI與之反應則生成ALC3。如果發生氧化,僅形成SiO2及A2O),在耐火材料組成方面較少出現問題。金屬鋁和硅除了作為結合劑使用之外,還可以用含碳耐火材料的防氧化劑及耐火澆注料的防爆劑。由此可見,使用金屬粉有許多突出優點但是由于其反應能力較強,在不定形耐火材料中使用時要有一定限制。

        總結

            首先,要提高純度,提高熔點。通常使用的結合劑容易生成較多的低熔點相,應將低熔點結合劑改為高熔點結合劑,而且其加入量亦應適當減少。

            例:純鋁酸鈣水泥一高鋁澆注料(含水泥5%左右)→凝集結合澆注料,另外,降低水分也很重要。對于不定形耐火材料來說,施工中用水混練時,必須進行干燥而且水分越多,越容易形成多孔體。就耐火材料的強度和抗侵蝕性而言,氣孔越少,這兩項性能越好。此外,各種結合劑的配合使用也很重要。將硬化形式不同的而且特點也不同的各種結合劑配合使用,可使不定形耐火材料從低溫到高溫具有均勻的強度,并有效防止脫落。 

         

         

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