Вогнетрывалыя адліўкі з нізкім утрыманнем цэменту параўноўваюцца з традыцыйнымі вогнетрывалымі адліўкамі на аснове алюмінатнага цэменту. Колькасць дабаўленага цэменту ў традыцыйных вогнетрывалых адліўках на аснове алюмінатнага цэменту звычайна складае 12-20%, а колькасць дабаўленай вады — 9-13%. З-за вялікай колькасці дабаўленай вады адліўка мае шмат пор, не з'яўляецца шчыльнай і мае нізкую трываласць; з-за вялікай колькасці дададзенага цэменту, хоць можна дасягнуць больш высокай трываласці пры нармальных і нізкіх тэмпературах, трываласць зніжаецца з-за крышталічнага ператварэння алюмінату кальцыя пры сярэдніх тэмпературах. Відавочна, што ўведзены CaO рэагуе з SiO2 і Al2O3 у адліўцы, утвараючы некаторыя рэчывы з нізкай тэмпературай плаўлення, што прыводзіць да пагаршэння ўласцівасцей матэрыялу пры высокіх тэмпературах.
Пры выкарыстанні тэхналогіі ультратонкага парашка, высокаэфектыўных дабавак і навуковай градацыі часціц утрыманне цэменту ў ліцейным матэрыяле зніжаецца да менш чым 8%, а ўтрыманне вады — да ≤7%, што дазваляе падрыхтаваць і ўвесці ў ваду вогнетрывалы ліцейны матэрыял з нізкім утрыманнем цэменту. Утрыманне CaO складае ≤2,5%, а яго паказчыкі эфектыўнасці звычайна перавышаюць паказчыкі вогнетрывалых ліцейных матэрыялаў з алюмінатнага цэменту. Гэты тып вогнетрывалага ліцця мае добрую тыксатропію, гэта значыць змяшаны матэрыял мае пэўную форму і пачынае цячы пры невялікай знешняй сіле. Калі знешняя сіла здымаецца, ён захоўвае атрыманую форму. Таму яго таксама называюць тыксатропным вогнетрывалым ліццём. Самацякучы вогнетрывалы ліцейны матэрыял таксама называюць тыксатропным вогнетрывалым ліццём. Ён належыць да гэтай катэгорыі. Дакладнае значэнне вогнетрывалых ліцейных матэрыялаў з нізкім утрыманнем цэменту да гэтага часу не вызначана. Амерыканскае таварыства выпрабаванняў і матэрыялаў (ASTM) вызначае і класіфікуе вогнетрывалыя ліцейныя матэрыялы на аснове ўтрымання CaO.
Шчыльнасць і высокая трываласць — выдатныя характарыстыкі вогнетрывалых адлівак з нізкім утрыманнем цэменту. Гэта спрыяе падаўжэнню тэрміну службы і характарыстык прадукту, але таксама стварае праблемы з выпечкай перад выкарыстаннем, гэта значыць, калі не быць асцярожным падчас выпечкі, лёгка можа адбыцца заліванне. З'ява разрыву корпуса можа запатрабаваць як мінімум паўторнага залівання або пагражаць асабістай бяспецы навакольных работнікаў у цяжкіх выпадках. Таму розныя краіны таксама правялі розныя даследаванні па выпечцы вогнетрывалых адлівак з нізкім утрыманнем цэменту. Асноўныя тэхнічныя меры: распрацоўка разумных крывых печы і ўвядзенне выдатных супрацьвыбуховых рэчываў і г.д. могуць забяспечыць плаўнае выдаленне вады з вогнетрывалых адлівак без іншых пабочных эфектаў.
Тэхналогія ультратонкіх парашкоў з'яўляецца ключавой тэхналогіяй для вырабу вогнетрывалых адлівак з нізкім утрыманнем цэменту (у цяперашні час большасць ультратонкіх парашкоў, якія выкарыстоўваюцца ў кераміцы і вогнетрывалых матэрыялах, маюць памер ад 0,1 да 10 мкм і ў асноўным функцыянуюць як паскаральнікі дысперсіі і структурныя ўшчыльняльнікі. Першыя робяць часціцы цэменту высокадысперснымі без флокуляцыі, а другія цалкам запаўняюць мікрапоры ў заліўной масе і павышаюць трываласць).
У цяперашні час часта выкарыстоўваюцца тыпы ультратонкіх парашкоў, такія як SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 і г.д. Удзельная плошча паверхні мікрапарашка SiO2 складае каля 20 м2/г, а памер яго часціц складае каля 1/100 ад памеру часціц цэменту, таму ён мае добрыя напаўняльныя ўласцівасці. Акрамя таго, мікрапарашок SiO2, Al2O3, Cr2O3 і г.д. таксама можа ўтвараць калоідныя часціцы ў вадзе. Пры наяўнасці дысперсанта на паверхні часціц утвараецца перакрываючы электрычны двайны пласт, які стварае электрастатычнае адштурхванне, пераадольваючы сілу Ван-дэр-Ваальса паміж часціцамі і зніжаючы энергію павярхоўнага размежавання. Гэта прадухіляе адсорбцыю і флокуляцыю паміж часціцамі; у той жа час дысперсант адсарбуецца вакол часціц, утвараючы пласт растваральніка, што таксама павялічвае цякучасць ліцця. Гэта таксама адзін з механізмаў ультратонкага парашка, гэта значыць даданне ультратонкага парашка і адпаведных дысперсантаў можа знізіць спажыванне вады вогнетрывалымі ліццямі і палепшыць цякучасць.
Зацвярдзенне і цвярдзенне вогнетрывалых ліццяў з нізкім утрыманнем цэменту з'яўляецца вынікам сумеснага дзеяння гідратацыі і кагезійнай сувязі. Гідратацыя і цвярдзенне кальцыева-алюмінатнага цэменту ў асноўным з'яўляюцца гідратацыяй гідраўлічных фаз CA і CA2 і працэсам росту крышталяў іх гідратаў, гэта значыць яны рэагуюць з вадой, утвараючы шасцігранныя лускавінкі або іголкападобныя CAH10, C2AH8. Прадукты гідратацыі, такія як кубічныя крышталі C3AH6 і гелі Al2O3аq, затым утвараюць узаемазвязаную кандэнсацыйна-крышталізацыйную сеткавую структуру падчас працэсаў зацвярдзення і награвання. Агламерацыя і злучэнне адбываюцца таму, што актыўны ультратонкі парашок SiO2 пры сустрэчы з вадой утварае калоідныя часціцы, а таксама пры сустрэчы з іёнамі, якія павольна дысацыююцца ад дабаўкі (г.зн. электраліта). Паколькі паверхневыя зарады абодвух процілеглыя, гэта значыць, калоідная паверхня адсарбуе процііёны, у выніку чаго патэнцыял £2 памяншаецца, і адбываецца кандэнсацыя, калі адсорбцыя дасягае "ізаэлектрычнай кропкі". Іншымі словамі, калі электрастатычнае адштурхванне на паверхні калоідных часціц меншае за іх прыцягненне, узнікае кагезійнае злучэнне з дапамогай сілы Ван-дэр-Ваальса. Пасля таго, як вогнетрывалая адліўка, змяшаная з парашком дыяксіду крэмнію, кандэнсуецца, групы Si-OH, якія ўтварыліся на паверхні SiO2, высушваюцца і абязводжваюцца, утвараючы масток, утвараючы сеткаватую структуру сілаксану (Si-O-Si), тым самым цвярдзеючы. У сеткаватай структуры сілаксану сувязі паміж крэмніем і кіслародам не памяншаюцца з павышэннем тэмпературы, таму трываласць таксама працягвае павялічвацца. У той жа час, пры высокіх тэмпературах сеткаватая структура SiO2 будзе рэагаваць з Al2O3, які знаходзіцца ў ёй, утвараючы муліт, што можа палепшыць трываласць пры сярэдніх і высокіх тэмпературах.
Час публікацыі: 28 лютага 2024 г.
