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耐火材料用結合劑的種類(lèi)和機理有哪些?
  • 時(shí)間:2022.07.14
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一、耐火材料用結合劑的種類(lèi)

?????? 耐火材料結合劑是指在耐火材料生產(chǎn)或施工過(guò)程中(對不定形耐火材料)使散狀耐火原料膠結在一起并產(chǎn)生足夠常溫或高溫強度的物質(zhì)。

?????? 耐火材料結合劑種類(lèi)繁多,現在使用的已達六十余種,而且新品種還在不斷出現,結合劑的分類(lèi)方法,一般按結合劑的化學(xué)性質(zhì)和硬化條件分類(lèi)。

?????? 按結合劑的化學(xué)性質(zhì)可分為無(wú)機結合劑和有機結合劑兩大類(lèi)。無(wú)機結合劑又有硅酸鹽、鋁酸鹽類(lèi)、磷酸鹽類(lèi)、硫酸鹽類(lèi)、氯化物類(lèi)和溶膠類(lèi)等。其中溶膠類(lèi)結合劑對提高耐火材料的高使用性能有重要作用。已成為結合劑方面的研究重點(diǎn)。有機結合劑有水溶性的(主要由碳、氫、氧構成,分子較低)和非水溶性的(主要由碳、氫構成,分子較高)。水溶性有機結合劑在加熱過(guò)程中會(huì )全部分解和揮發(fā),因此也是暫時(shí)結合劑;非水溶性有機結合劑大多數高溫分解后有殘碳,形成碳結合相,一般分子量較高,殘碳率也越高。而含硅或鋁的有機結合劑,高溫分解后殘留有氧化物,形成陶瓷結合相。

?????? 按結合劑的硬化條件可以分為水硬性、氣硬性和熱硬性結合劑。水硬性結合劑需加水混合,在潮濕條件下養護才能發(fā)生正常的凝結與硬化,從而產(chǎn)生強度,硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥即屬此種,氣硬性結合劑與散狀耐火原料混合成型后在自然干燥條件下(常溫空氣中)養護即可發(fā)生凝結與硬化而產(chǎn)生結合作用,但一般要另外加入硬化劑(也稱(chēng)促凝劑),如水玻璃加氟硅酸鈉、磷酸或磷酸鋁加鋁酸鈣水泥或氧化鎂等。加入熱硬性結合劑的耐火坯體必須經(jīng)過(guò)加熱烘烤才能發(fā)生硬化結合,如磷酸、磷酸鋁、甲階酚醛樹(shù)脂等、

?????? 耐火材料用結合劑的種類(lèi)如下所示:

結合劑的種類(lèi) 舉例
結合劑的化學(xué)性 無(wú)機結合劑 硅酸鹽類(lèi) 硅酸鈣水泥、水玻璃
鋁酸鹽類(lèi) 鋁酸鈣水泥、鋁酸鋇水泥、含尖晶石鋁酸鈣水泥
磷酸鹽類(lèi) 磷酸、磷酸二氫鋁、磷酸鎂、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉
硫酸鹽類(lèi) 硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鐵等
氯化物類(lèi) 氯化鐵(鹵水)、氯化鐵、聚合氯化鋁(堿式氯化鋁)
溶膠類(lèi) 硅溶膠、鋁溶膠、硅鋁溶膠等
有機結合劑 水溶性 糊精、羧甲基纖維素(CMC、聚乙烯醇、亞硫酸紙漿廢液、硅酸乙脂)等
非水溶性 瀝青、甲階酚醛、線(xiàn)性酚醛樹(shù)脂(酚醛清漆)、環(huán)氧樹(shù)脂等
按硬化條件 水硬性結合劑 硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥
氣硬性結合劑 水玻璃(+氟硅酸鈉)、磷酸或硫酸二氬鋁(+鋁酸鈣水泥或氧化鎂)
熱硬性結合劑 磷酸、磷酸二氫鋁、甲階酚醛樹(shù)脂

?

二、耐火材料用結合劑的結合機理

?????? 結合劑的種類(lèi)不同,其結合散狀耐火原料的機理也有所區別。常見(jiàn)耐火材料的結合機理主要有以下幾種:(1)水化結合 (2)化學(xué)結合 (3)縮聚結合 (4)陶瓷結合 (5)粘著(zhù)結合 (6)凝聚結合

????? 在耐火材料實(shí)際生產(chǎn)中,耐火坯體中的結合肌理往往不是單一的,有時(shí)是幾種結合機理的疊加或在不同的溫度階段有不同的結合肌理。

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