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不定形耐火材料的發展是耐火材料工業的重大技術進步。隨著高技術澆注料的出現和迅速發展,不定形耐火材料取得了長足進步,在世界范圍內,不定形耐火材料已經占到了耐火材料市場總量的3 0% ~4 0 %,并 且在在不斷的增加,以日本市場為例,不定形耐火材料用量的比例超過6 0%。在不定形耐火材料中,水泥結合 ( 礬土水泥、純鋁酸鈣水泥) 的澆注料,又是應用最廣泛,應用量最大的一類。眾所周知,耐火澆注料相對于燒 成耐火制品具有很大的優勢。在保證澆注料的應用性能方面,水泥的作用非常重要,它通過控制水化反應速度,直接控制了澆注料的施工性能,從而獲得合適的施工時間和硬化脫模時間。隨著后續的烘烤和燒結過程,水 泥結合的強度也相應發展,并產生陶瓷結合,確保澆注料在整個生命周期內能夠維持在較高的強度水平,保證 了澆注料的正常使用.隨著高技術澆注料配方技術的不斷發展,微粉的應用越來越廣泛,水泥結合澆注料向 著低水泥,超低水泥結合澆注料的方向發展。水泥加入量的下降,對澆注料的早期強度影響很大。一般情況下,水泥量越低早期強度也越低。在正常的養護時間內,澆注料強度發展太慢,甚至根本沒有強度,都會阻礙正常 脫模,無法即使進行后續的干燥烘烤工序,澆注料無法按時投入使用。在冬季等低溫養護環境下,水化反應本來就比正常溫度下要慢很多,強度發展成為一個大問題。另外,澆注配方用原材料的質量波動,比如二氧化硅 微粉質量波動,在很多時候也會延遲澆注料的強度發展。總之,在實際的澆注料應用中,導致澆注料硬化慢,或者不硬化的因素比較多,如果不能很好地解決這個問題,將必然影響耐火澆注料的后續性能的發揮。硬化劑 是專門用于提高澆注料的早期強度發展,解決以上諸多問題的重要手段,是澆注料技術的重要組成部分。本 文主要就國內水泥結合耐火澆注料用硬化劑現狀加以介紹,并結合WSM一H高效硬化劑產品的技術原理 和應用性能,對硬化劑的作用原理及用途簡單介紹。
1 國內硬化劑使用現狀 國內常用的硬化劑有兩大類。一類是常見的各種堿類和鹽類,另一類是復合硬化劑。比較有代表性的是消石 灰Ca（OH）2和鋰鹽。作為硬化劑,消石灰具有一定的作用,但是也存在比較明顯的問題,如損害澆注料流動性,促硬效果一般,干燥強度下降等。鋰鹽類硬化劑的促硬效果比較好,但是存在加入量太低,太敏感的弊端,實 際操作比較困難,容易導致局部不硬化的問題。國內市場上的復合硬化劑主要有兩種產品,一 種是KAD20,另 一種是我公司的WSM一H產品。這兩種產品都具備很好的促硬效果,在合適的加入量范圍,對澆注料的流動性和干燥強度沒有負面影 響。 2 硬化劑的作用原理 水泥結合澆注料加水攪拌后,大致的水化過程:首先水泥顆粒開始溶解,電導率逐漸增加,在一 段時間 后,電導率趨于穩定;電導率穩定的階段對應于水化的第二階段,即水化礦物相誘導成核階段;隨著時間的繼 續增加,水化進入第三階段,即水化物長大析出沉淀,澆注料開始產生強度;與電導率一時間曲線相對應,水化 放熱一時間曲線也佐證了水化的過程。對應于放熱曲線上的最大峰值,澆注料已經具備很高的水化強度。硬 化劑的作用原理可以表示為縮短水泥水化礦物相的成核時間,促進水化礦物相的形成和長大。在具體的作 用上又分為兩種:以增加晶種作用為主,比如K A D 2 0;以降低水泥反應活化能為主,比如W S M一 H 。根據 產品介紹和成分分析可知,K A D 2 0產品為礦物促硬劑,其有效成分為閃凝相,加水后快速水化,產生水化物 晶核,縮短誘導成核時間。而W S M一 H產品的作用原理是通過降低水泥水化反應的活化能,從而促進水化,實現快速的水化物沉淀,保證整個強度正常發展,在使用性能上更具優勢。 |
