耐火澆(jiao)注(zhu)料(liao)一(yi)般由兩部分組成(cheng):一(yi)是骨料(liao),即非(fei)連續相(xiang);二是粘合(he)矩陣(zhen),又稱為(wei)基質(zhi),即連續相(xiang),決定(ding)了澆(jiao)注(zhu)料(liao)各(ge)種特性的多(duo)樣性,其(qi)中(zhong)粘合(he)矩陣(zhen)又分別(bie)包(bao)括粉料(liao)、結(jie)(jie)合(he)劑(ji)和添加劑(ji)等成(cheng)分。骨料(liao)和基質(zhi)這兩種成(cheng)分之間(jian)的相(xiang)互作(zuo)用調(diao)節這澆(jiao)注(zhu)料(liao)的最終性質(zhi)。其(qi)中(zhong)結(jie)(jie)合(he)劑(ji)起(qi)到將骨料(liao)和基質(zhi)緊密連接在一(yi)起(qi)的作(zuo)用。通(tong)(tong)過形成(cheng)高(gao)溫相(xiang)或通(tong)(tong)過加熱分解增強(qiang)燒結(jie)(jie)動力(li)學在生坯和更高(gao)溫度下為(wei)澆(jiao)注(zhu)料(liao)提供(gong)強(qiang)度。因此(ci),結(jie)(jie)合(he)劑(ji)的選擇問題和對結(jie)(jie)合(he)基質(zhi)的解析(xi)對澆(jiao)注(zhu)料(liao)的性能有很大影響。
耐(nai)火澆注料中(zhong)常用的結合劑為鋁酸鈣水(shui)泥,因其凝固速度快且脫膜強度高而(er)獲(huo)得廣泛應用。但是,在含有硅微粉和(MgO)的體系中使用CAC有許多缺點,因所含的CaO在(zai)高溫下會與(yu)二(er)氧(yang)化(hua)硅或氧(yang)化(hua)鋁(lv)形成鋁(lv)酸三鈣等(deng)結晶(jing)相,降低(di)澆注料(liao)(liao)的耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)高溫機械強度(du)。硅溶膠可以在(zai)燃(ran)燒后與(yu)耐(nai)火澆注料(liao)(liao)的氧(yang)化(hua)鋁(lv)中形成莫來(lai)石,有(you)(you)助于提高耐(nai)火材料(liao)(liao)的熱穩定性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)火性(xing)(xing)(xing)以及物理強度(du)。但在(zai)以硅溶膠作為澆注料(liao)(liao)的結合(he)劑(ji)也(ye)存在(zai)許多(duo)問題,其(qi)(qi)流(liu)動性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)施工(gong)性(xing)(xing)(xing)能通常(chang)較(jiao)差,因此需(xu)水量較(jiao)大。由此可見(jian),每種結合(he)劑(ji)均具(ju)有(you)(you)自身的特性(xing)(xing)(xing),其(qi)(qi)結合(he)機制不同(tong),所(suo)應(ying)用的環(huan)境不同(tong)。深(shen)入了(le)解其(qi)(qi)結合(he)機理,對選(xuan)擇合(he)適的結合(he)劑(ji)具(ju)有(you)(you)重(zhong)要意義。
耐火澆注(zhu)料(liao)靠結合劑(ji)的(de)作用(yong)將其結合為整體,而結合(he)劑(ji)的性(xing)質在很大程度(du)上決定了不(bu)定性(xing)耐火材(cai)料(liao)的常溫(wen)、中(zhong)溫(wen)和(he)高溫(wen)物理性(xing)能和(he)力學強(qiang)度(du)。按(an)所(suo)采用的澆注料(liao)結合(he)劑(ji)的結合(he)機理不(bu)同,可分為(wei)水化結合(he)澆注料(liao),如鋁酸鈣(gai)水泥和(he)水合(he)氧(yang)化鋁(ρ-AL2O3)結合澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao);化學結合澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao),如(ru)磷酸(suan)(suan)鹽結合澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao),磷酸(suan)(suan)和(he)磷酸(suan)(suan)二氫鋁結合澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao);凝聚結合澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao),如(ru)SiO2、AL2O3等微粉硅鋁溶(rong)膠(jiao)結合澆注料。
各種結合(he)劑的優(you)缺點如(ru)上(表(biao)1)所(suo)示,鋁(lv)酸鹽鈣(gai)水泥(ni)凝結(jie)時間短,脫膜強度高,在高溫環境中具有(you)良(liang)好(hao)的力學強度,但其(qi)卻(que)不適于中溫環境,而磷酸鹽(yan)和硅溶膠則適用于中低溫的(de)工作(zuo)環境。水合氧(yang)化鋁、硅溶膠和非(fei)硅基溶膠均具有雜質少的(de)優點,有利(li)于提高澆(jiao)注料的純度(du),從(cong)而增強(qiang)其物理性能。 此外,鋁酸鈣水(shui)泥(ni)、水(shui)和(he)(he)氧化鋁和(he)(he)硅溶膠均(jun)需(xu)水(shui)量較大, 導致澆(jiao)注(zhu)料的顯(xian)氣孔率低, 抗爆裂性能差。