Piesele turnate refractare cu conținut scăzut de ciment sunt comparate cu piesele turnate refractare tradiționale pe bază de ciment aluminat. Cantitatea de ciment adăugată la piesele turnate refractare tradiționale pe bază de ciment aluminat este de obicei 12-20%, iar cantitatea de apă adăugată este în general 9-13%. Datorită cantității mari de apă adăugată, corpul turnat are mulți pori, nu este dens și are o rezistență scăzută; datorită cantității mari de ciment adăugate, deși se pot obține rezistențe normale și la temperatură joasă mai mari, rezistența scade din cauza transformării cristaline a aluminatului de calciu la temperaturi medii. Evident, CaO introdus reacționează cu SiO2 și Al2O3 în piesa turnată pentru a genera unele substanțe cu punct de topire scăzut, rezultând deteriorarea proprietăților materialului la temperatură înaltă.
Când se utilizează tehnologia pulberilor ultrafine, aditivi de înaltă eficiență și gradația științifică a particulelor, conținutul de ciment al materialului turnabil este redus la mai puțin de 8%, iar conținutul de apă este redus la ≤7%, putând fi preparat și adus un material turnabil refractar cu conținut scăzut de ciment. Conținutul de CaO este ≤2,5%, iar indicatorii săi de performanță îi depășesc în general pe cei ai materialelor turnabile refractare din ciment aluminat. Acest tip de material turnabil refractar are o tixotropie bună, adică materialul amestecat are o anumită formă și începe să curgă cu o forță externă mică. Când forța externă este îndepărtată, își menține forma obținută. Prin urmare, se numește și material turnabil refractar tixotropic. Materialul turnabil refractar autocurgător se numește și material turnabil refractar tixotropic. Aparține acestei categorii. Semnificația precisă a materialelor turnabile refractare cu conținut scăzut de ciment nu a fost definită până în prezent. Societatea Americană pentru Testare și Materiale (ASTM) definește și clasifică materialele turnabile refractare pe baza conținutului lor de CaO.
Densitatea și rezistența ridicată sunt caracteristicile remarcabile ale pieselor turnate refractare din seria cu conținut scăzut de ciment. Acest lucru este benefic pentru îmbunătățirea duratei de viață și a performanței produsului, dar aduce și probleme la coacerea înainte de utilizare, adică turnarea poate apărea cu ușurință dacă nu sunteți atenți în timpul coacerii. Fenomenul de spargere a corpului poate necesita cel puțin o nouă turnare sau poate pune în pericol siguranța personală a lucrătorilor din jur în cazuri grave. Prin urmare, diverse țări au efectuat diverse studii privind coacerea pieselor turnate refractare din seria cu conținut scăzut de ciment. Principalele măsuri tehnice sunt: prin formularea unor curbe de cuptor rezonabile și introducerea unor agenți antiexplozie excelenți etc., acest lucru poate face ca apa din piesele turnate refractare să fie eliminată fără probleme, fără a provoca alte efecte secundare.
Tehnologia pulberilor ultrafine este tehnologia cheie pentru materialele refractare cu conținut scăzut de ciment (în prezent, majoritatea pulberilor ultrafine utilizate în ceramică și materiale refractare au de fapt o granulație cuprinsă între 0,1 și 10 μm și funcționează în principal ca acceleratori de dispersie și densificatori structurali. Prima face ca particulele de ciment să fie foarte dispersate fără floculare, în timp ce a doua face ca microporii din corpul de turnare să fie complet umpluți și îmbunătățește rezistența.
Printre tipurile de pulberi ultrafine utilizate în mod obișnuit în prezent se numără SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 etc. Suprafața specifică a micropulberii de SiO2 este de aproximativ 20 m2/g, iar dimensiunea particulelor sale este de aproximativ 1/100 din dimensiunea particulelor de ciment, deci are proprietăți bune de umplere. În plus, micropulberile de SiO2, Al2O3, Cr2O3 etc. pot forma, de asemenea, particule coloidale în apă. Atunci când este prezent un dispersant, se formează un strat dublu electric suprapus pe suprafața particulelor pentru a genera repulsie electrostatică, care depășește forța van der Waals dintre particule și reduce energia de interfață. Acesta previne adsorbția și flocularea dintre particule; în același timp, dispersantul este adsorbit în jurul particulelor pentru a forma un strat de solvent, ceea ce crește, de asemenea, fluiditatea materialelor turnabile. Acesta este, de asemenea, unul dintre mecanismele pulberii ultrafine, adică adăugarea de pulbere ultrafine și dispersanți adecvați poate reduce consumul de apă al materialelor turnabile refractare și poate îmbunătăți fluiditatea.
Priza și întărirea betonului refractar cu conținut scăzut de ciment este rezultatul acțiunii combinate a legăturilor de hidratare și a legăturilor de coeziune. Hidratarea și întărirea cimentului de aluminat de calciu se realizează în principal prin hidratarea fazelor hidraulice CA și CA2 și prin procesul de creștere a cristalelor hidraților acestora, adică reacționează cu apa pentru a forma fulgi hexagonali sau CAH10, C2AH8 în formă de ac. Produșii de hidratare, cum ar fi cristalele cubice de C3AH6 și gelurile de Al2O3аq, formează apoi o structură de rețea de condensare-cristalizare interconectată în timpul proceselor de întărire și încălzire. Aglomerarea și legarea se datorează faptului că pulberea ultrafină activă de SiO2 formează particule coloidale atunci când întâlnește apa și întâlnește ionii disociați lent de aditivul adăugat (adică substanța electrolitică). Deoarece sarcinile de suprafață ale celor două sunt opuse, adică suprafața coloidului are contraioni adsorbiți, determinând scăderea potențialului £2 și apariția condensării atunci când adsorbția atinge „punctul izoelectric”. Cu alte cuvinte, atunci când repulsia electrostatică de pe suprafața particulelor coloidale este mai mică decât atracția lor, se produce o legătură coezivă cu ajutorul forței van der Waals. După ce materialul refractar turnabil amestecat cu pulbere de silice este condensat, grupările Si-OH formate pe suprafața SiO2 sunt uscate și deshidratate pentru a forma o punte, formând o structură de rețea siloxanică (Si-O-Si), întărindu-se astfel. În structura de rețea siloxanică, legăturile dintre siliciu și oxigen nu scad odată cu creșterea temperaturii, astfel încât și rezistența continuă să crească. În același timp, la temperaturi ridicate, structura de rețea SiO2 va reacționa cu Al2O3 învelit în ea pentru a forma mulit, ceea ce poate îmbunătăți rezistența la temperaturi medii și ridicate.
Data publicării: 28 februarie 2024
