高铝浇注料如何选用适合的氧化铝微粉和分散剂？
发布日期： 2020-07-04 08:58:29 阅读量（499） 作者：超微粉和分散剂是配制低水泥浇注料的关键所在。超微粉由于其自身粒度较细，能有效地填充在浇注料骨料和细粉堆积形成的孔隙中，降低浇注料施工需水量，改善施工性能。
本文首先对选取的市面上4种不同种类的氧化铝微粉基础特性进行了研究，然后又将这种4种氧化铝微粉分别引入到浇注料内进行了试验。然而要得到最佳施工性能的浇注料，还须选取与材料体系相适应的分散剂，本文在前面试验结果基础上又选取了其它3种不定形耐火材料生产中常用的分散剂：聚羧酸盐，六偏磷酸钠，柠檬酸钠与基础配方进行比对研究，以期获得性能优良的浇注料。
1.1主要原料化学组成
试验用主要原料有高铝矾土熟料(8〜5、5〜3、3〜1、1〜0、≤0.074mm)，氧化铝微粉，三聚磷酸钠，聚羧酸盐，六偏磷酸钠，柠檬酸钠，纯铝酸钙71水泥，主要原料的化学组成见表1。
表1主要原料的化学组成
1.2四种不同氧化铝微粉基础特性研究
使用激光粒度仪(欧美克SCF-106)分别测量4种氧化铝微粉的颗粒大小分布，并通过电子扫描显微镜观察4种氧化铝微粉的微观形貌。
四种氧化铝微粉的粒度特征参数如表2所示，粒度分布曲线如图1所示。
表2四种氧化铝微粉的粒度特征参数
图1 选取的氧化铝微粉的粒度分布曲线
由氧化铝微粉的颗粒粒径分布图和粒度分布表可知，氧化铝微粉A和B属于单峰氧化铝微粉，氧化铝微粉C为明显双峰分布，氧化铝微粉D呈多峰分布。结合扫描电子显微照片2可知，氧化铝微粉C颗粒粒度最小，颗粒分布范围区间最小(0.30〜14.31μm)，大颗粒和小颗粒分布比较集中，颗粒分布的两峰分别位于1.3和3.6μm;氧化铝微粉B则颗粒稍大一些，颗粒大小不均匀，粒度范围较宽(0.27〜42.80μm)。多峰分布的氧化铝微粉D粒度分布也比较较宽，颗粒分布的峰分别位于1.2、6.4和16.4μm，颗粒多呈片状。根据以上分析可以推断，若将4种氧化铝微粉分别引入到浇注料内则引入氧化铝微粉C的试样性能最好。
图2 四种不同种类氧化铝微粉的扫描电镜图片
为了进一步验证不同种类氧化铝微粉对材料性能的影响，分别将4种氧化铝微粉引入到浇注料内进行试验。固定浇注料中骨料与细粉的质量比为67:33，且固定氧化铝微粉引入量为7%，试样配方如表3所示。
表3 四组试样配比
2.1浇注料流动性测试结果
从图3中可以看出，在加水量一致的条件下，含有氧化铝微粉C的浇注料流动性能最高，这是因为该氧化铝微粉颗粒细小且粒径大小基本一致，粒度分布范围区间小，故其填充性能好，因此与其它3组物料相比当加入水量相同时时其流动性最好。
图3 采用不同种类氧化铝微粉浇注料的流动值
2.2浇注料物理性能测试结果
从图4中可以看出，加入氧化铝微粉C的物料试样在各温度点处理后其体积密度明显高于其他3组物料，同时显气孔率也均小于其他3组物料。
图4含不同种类氧化铝微粉浇注料显气孔率和体积密度
由图5可见，浇注料试样经热处理后，含有氧化铝微粉C浇注料试样的抗折强度和耐压强度多数情况下都高于其它的浇注料，含有氧化铝微粉A的浇注料次之。其原因是氧化铝微粉C的粒度分布范围区间小，颗粒粒径尺寸较小且分布均匀，因此其不仅在浇注过程中有较好的填充性，而且在热处理过程中有较好的助烧结性，这与前面的推断结果一致。
图5含不同种类氧化铝微粉浇注料抗折强度和耐压强度
同时从上图中还可以看出，四个配方试样的抗折强度随着温度的变化也呈现了有规律性的变化，即都在1000℃时达到了最低，这主要是由于1000℃时水泥结合剂产生胶凝作用的水化产物都已分解，而此时体系内烧结才刚刚开始，试样内部还不致密，所以导致此时强度最低。
2.3不同分散剂对浇注料需水量的影响
要获得最佳施工性能的浇注料，还须选取与材料体系相适应的分散剂，本文在前面试验结果基础上又选取了3种不定形耐火材料生产中常用的分散剂进行比对试验。
结合现场施工经验，固定浇注料适合于施工时的流动值180mm，固定分散剂0.15%的加入比例，研究引入不同分散剂浇注料的需水量，结果如图6所示。
图6加入不同分散剂浇注料的加水量
从图6中可以看出，采用聚羧酸盐为分散剂的浇注料在达到固定流动值时需水量最少，这主要是得益于聚羧酸盐分散剂的减水效果好，该分散剂由于特殊的分子结构具有静电斥力和空间位阻的双重效果，因而其与其他分散剂相比具有更好的减水作用。
而其它三种分散剂则属于无机盐类电解质分散剂，主要靠和水泥粒子之间形成的静电斥力其作用，因而其减水效果较差。
(1)氧化铝微粉C粒度分布具有双峰特性，且颗粒尺寸较小，因而其填充性较好，有助于体系内烧结;
(2)同时为了获得达到可施工性能而需水量最低的自流浇注料，本工作还将不定形耐火材料中常用的另外3种分散剂引入到材料内与基础配方进行对比研究。结果表明，引入聚羧酸盐的浇注料在达到固定流动值时需水量最少。
闫光辉李君霞
濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司
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