Giới thiệu sản phẩm bê tông chịu lửa xi măng thấp

Vật liệu đúc chịu lửa xi măng thấp được so sánh với vật liệu đúc chịu lửa xi măng aluminat truyền thống. Lượng xi măng bổ sung của vật liệu đúc chịu lửa xi măng aluminat truyền thống thường là 12-20%, và lượng nước bổ sung thường là 9-13%. Do lượng nước bổ sung cao, thân vật liệu đúc có nhiều lỗ rỗng, không đặc chắc và cường độ thấp; do lượng xi măng bổ sung lớn, mặc dù có thể đạt được cường độ cao hơn ở nhiệt độ thường và nhiệt độ thấp, nhưng cường độ lại giảm do sự biến đổi tinh thể của canxi aluminat ở nhiệt độ trung bình. Rõ ràng, CaO được đưa vào sẽ phản ứng với SiO2 và Al2O3 trong vật liệu đúc, tạo ra một số chất có điểm nóng chảy thấp, dẫn đến suy giảm các đặc tính ở nhiệt độ cao của vật liệu.

Khi sử dụng công nghệ bột siêu mịn, phụ gia hiệu suất cao và cấp phối hạt khoa học, hàm lượng xi măng của vật đúc được giảm xuống dưới 8% và hàm lượng nước giảm xuống ≤7% và có thể chế tạo và đưa vật đúc chịu lửa loại xi măng thấp vào Hàm lượng CaO ≤2,5% và các chỉ số hiệu suất của nó thường vượt trội so với vật đúc chịu lửa xi măng aluminat. Loại vật đúc chịu lửa này có tính lưu biến tốt, nghĩa là vật liệu hỗn hợp có hình dạng nhất định và bắt đầu chảy khi có một lực bên ngoài nhỏ. Khi ngoại lực được loại bỏ, nó vẫn duy trì hình dạng thu được. Do đó, nó còn được gọi là vật đúc chịu lửa lưu biến. Vật đúc chịu lửa tự chảy còn được gọi là vật đúc chịu lửa lưu biến. Thuộc về loại này. Ý nghĩa chính xác của vật đúc chịu lửa loại xi măng thấp cho đến nay vẫn chưa được định nghĩa. Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) định nghĩa và phân loại vật đúc chịu lửa dựa trên hàm lượng CaO của chúng.

Đặc tính nổi bật của vật liệu đúc chịu lửa xi măng thấp là đặc tính đặc trưng và cường độ cao. Điều này giúp nâng cao tuổi thọ và hiệu suất của sản phẩm, nhưng cũng gây ra một số vấn đề trong quá trình nung trước khi sử dụng, tức là nếu không cẩn thận trong quá trình nung, rất dễ xảy ra hiện tượng đổ khuôn. Hiện tượng vỡ khuôn có thể ít nhất phải đổ lại, hoặc trong trường hợp nghiêm trọng có thể gây nguy hiểm cho an toàn cá nhân của công nhân xung quanh. Do đó, nhiều quốc gia cũng đã tiến hành nhiều nghiên cứu khác nhau về quá trình nung vật liệu đúc chịu lửa xi măng thấp. Các biện pháp kỹ thuật chính bao gồm: thiết lập đường cong lò nung hợp lý và sử dụng các chất chống nổ hiệu quả, v.v., giúp loại bỏ nước trong vật liệu đúc chịu lửa một cách trơn tru mà không gây ra các tác dụng phụ khác.

Công nghệ bột siêu mịn là công nghệ then chốt cho vật liệu đúc chịu lửa hàm lượng xi măng thấp (hiện nay hầu hết các loại bột siêu mịn được sử dụng trong gốm sứ và vật liệu chịu lửa thực tế có kích thước từ 0,1 đến 10m và chúng chủ yếu hoạt động như chất tăng tốc độ phân tán và chất làm đặc kết cấu. Công nghệ trước làm cho các hạt xi măng phân tán cao mà không bị kết bông, trong khi công nghệ sau làm cho các lỗ rỗng nhỏ trong vật liệu đổ được lấp đầy hoàn toàn và cải thiện cường độ.

Các loại bột siêu mịn hiện đang được sử dụng phổ biến bao gồm SiO2, α-Al2O3, Cr2O3, v.v. Diện tích bề mặt riêng của bột vi mô SiO2 khoảng 20m2/g và kích thước hạt của nó khoảng 1/100 kích thước hạt xi măng, do đó nó có tính chất lấp đầy tốt. Ngoài ra, bột vi mô SiO2, Al2O3, Cr2O3, v.v. cũng có thể tạo thành các hạt keo trong nước. Khi có chất phân tán, một lớp kép điện chồng lên nhau được hình thành trên bề mặt của các hạt để tạo ra lực đẩy tĩnh điện, vượt qua lực van der Waals giữa các hạt và làm giảm năng lượng giao diện. Nó ngăn ngừa sự hấp phụ và kết bông giữa các hạt; đồng thời, chất phân tán được hấp phụ xung quanh các hạt để tạo thành một lớp dung môi, cũng làm tăng tính lưu động của vật đúc. Đây cũng là một trong những cơ chế của bột siêu mịn, nghĩa là, việc bổ sung bột siêu mịn và chất phân tán thích hợp có thể làm giảm lượng nước tiêu thụ của vật đúc chịu lửa và cải thiện tính lưu động.

Quá trình đông cứng và cứng hóa của vật liệu đúc chịu lửa hàm lượng xi măng thấp là kết quả của tác động kết hợp giữa liên kết thủy hóa và liên kết kết dính. Quá trình thủy hóa và cứng hóa của xi măng canxi aluminat chủ yếu là quá trình thủy hóa các pha thủy lực CA và CA2, cùng với quá trình hình thành tinh thể hydrat của chúng, tức là chúng phản ứng với nước tạo thành vảy lục giác hoặc hình kim CAH10, C2AH8. Các sản phẩm thủy hóa như tinh thể C3AH6 khối và gel Al2O3Aq sau đó tạo thành cấu trúc mạng lưới ngưng tụ-kết tinh liên kết với nhau trong quá trình đóng rắn và gia nhiệt. Sự kết tụ và liên kết này là do bột SiO2 siêu mịn hoạt động tạo thành các hạt keo khi gặp nước, và gặp các ion phân ly chậm từ chất phụ gia được thêm vào (tức là chất điện phân). Do điện tích bề mặt của hai chất này trái dấu, tức là bề mặt keo đã hấp phụ các ion đối nghịch, khiến điện thế giảm và ngưng tụ xảy ra khi sự hấp phụ đạt đến "điểm đẳng điện". Nói cách khác, khi lực đẩy tĩnh điện trên bề mặt các hạt keo nhỏ hơn lực hút của chúng, liên kết kết dính xảy ra nhờ lực Van der Waals. Sau khi vật liệu chịu lửa được trộn với bột silica được cô đặc, các nhóm Si-OH hình thành trên bề mặt SiO2 được sấy khô và tách nước để tạo thành cầu nối, tạo thành cấu trúc mạng lưới siloxan (Si-O-Si), từ đó làm cứng. Trong cấu trúc mạng lưới siloxan, liên kết giữa silic và oxy không giảm khi nhiệt độ tăng, do đó độ bền cũng tiếp tục tăng. Đồng thời, ở nhiệt độ cao, cấu trúc mạng lưới SiO2 sẽ phản ứng với Al2O3 được bao bọc bên trong để tạo thành mullite, có thể cải thiện độ bền ở nhiệt độ trung bình và cao.