Matalaa sementtiä sisältäviä tulenkestäviä valukappaleita verrataan perinteisiin aluminaattisementtitulenkesteisiin valukappaleisiin. Sementin lisäysmäärä perinteisissä aluminaattisementtitulenkestävissä valukappaleissa on yleensä 12-20 % ja veden lisäysmäärä on yleensä 9-13 %. Suuren lisätyn vesimäärän ansiosta valetussa rungossa on monia huokosia, se ei ole tiheä ja sen lujuus on heikko; Suuren lisätyn sementtimäärän vuoksi, vaikka korkeampia normaali- ja matalan lämpötilan lujuuksia voidaan saavuttaa, lujuus heikkenee johtuen kalsiumaluminaatin kiteisestä muuttumisesta keskilämpötilassa. Ilmeisesti lisätty CaO reagoi SiO2:n ja Al2O3:n kanssa valukappaleessa muodostaen joitain matalan sulamispisteen aineita, mikä johtaa materiaalin korkean lämpötilan ominaisuuksien huononemiseen.
Kun käytetään erittäin hienojakoista jauheteknologiaa, tehokkaita lisäaineita ja tieteellistä hiukkasasteikkoa, valuvanteen sementtipitoisuus laskee alle 8 prosenttiin ja vesipitoisuus ≤ 7 prosenttiin ja matalasementtisarjan tulenkestävä valukappale voidaan valmistaa. valmistettu ja tuotu CaO-pitoisuus on ≤ 2,5 % ja sen suorituskykyindikaattorit ylittävät yleensä aluminaattisementin tulenkestäviä valukappaleita. Tämän tyyppisellä tulenkestävällä valulla on hyvä tiksotropia, eli sekoitettu materiaali on tietyn muotoinen ja alkaa virrata pienellä ulkoisella voimalla. Kun ulkoinen voima poistetaan, se säilyttää saadun muodon. Siksi sitä kutsutaan myös tiksotrooppiseksi tulenkestäväksi valettavaksi. Itsevirtaavaa tulenkestävää valumateriaalia kutsutaan myös tiksotrooppiseksi tulenkestäväksi valumateriaaliksi. Kuuluu tähän kategoriaan. Matalasementtisarjan tulenkestävien valukappaleiden tarkkaa merkitystä ei ole toistaiseksi määritelty. American Society for Testing and Materials (ASTM) määrittelee ja luokittelee tulenkestävät valumateriaalit niiden CaO-pitoisuuden perusteella.
Tiheys ja korkea lujuus ovat matalasementtisarjan tulenkestävien valukappaleiden erinomaiset ominaisuudet. Tämä on hyvä tuotteen käyttöiän ja suorituskyvyn parantamiseksi, mutta tuo mukanaan myös ongelmia leivontaan ennen käyttöä, eli kaatoa voi tulla helposti, jos ei ole varovainen paistamisen aikana. Kehon halkeamisilmiö voi vaatia vähintään uudelleen kaatamista tai vaarantaa vakavissa tapauksissa ympäröivien työntekijöiden turvallisuuden. Tästä syystä useat maat ovat myös tehneet erilaisia tutkimuksia matalasementtisarjojen tulenkestävien valukappaleiden leivonnasta. Tärkeimmät tekniset toimenpiteet ovat: muotoilemalla kohtuulliset uunikäyrät ja ottamalla käyttöön erinomaisia räjähdyksenestoaineita jne., tämä voi tehdä tulenkestävät valukappaleet Vesi poistuu tasaisesti aiheuttamatta muita sivuvaikutuksia.
Ultrahienojauheteknologia on avainteknologia vähäsementtisarjojen tulenkestävissä valukappaleissa (tällä hetkellä suurin osa keramiikassa ja tulenkestävissä materiaaleissa käytetyistä ultrahienoista jauheista on itse asiassa 0,1-10 m, ja ne toimivat pääasiassa dispersion kiihdyttiminä ja rakenteiden tiivistäjinä. sementtihiukkaset ovat erittäin dispergoituneita ilman flokkulaatiota, kun taas jälkimmäinen täyttää mikrohuokoset valukappaleessa täysin ja parantaa lujuutta.
Tällä hetkellä yleisesti käytettyjä ultrahienoja jauheita ovat SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 jne. SiO2-mikrojauheen ominaispinta-ala on noin 20 m2/g ja sen hiukkaskoko on noin 1/100 sementin hiukkaskoosta, joten sillä on hyvä täyttöominaisuudet. Lisäksi SiO2, Al2O3, Cr2O3-mikrojauhe jne. voivat muodostaa kolloidisia hiukkasia veteen. Kun dispergointiainetta on läsnä, hiukkasten pinnalle muodostuu päällekkäinen sähköinen kaksoiskerros sähköstaattisen hylkimisen aikaansaamiseksi, mikä voittaa hiukkasten välisen van der Waalsin voiman ja vähentää rajapintaenergiaa. Se estää adsorption ja flokkuloitumisen hiukkasten välillä; samalla dispergointiaine adsorboituu hiukkasten ympärille muodostaen liuotinkerroksen, mikä myös lisää valuvan aineen juoksevuutta. Tämä on myös yksi ultrahienon jauheen mekanismeista, eli ultrahienon jauheen ja sopivien dispergointiaineiden lisääminen voi vähentää tulenkestävien valukappaleiden vedenkulutusta ja parantaa juoksevuutta.
Vähän sementtiä sisältävien tulenkestävien valukappaleiden kovettuminen ja kovettuminen on tulosta hydraatiosidoksen ja koheesiosidoksen yhteisvaikutuksesta. Kalsiumaluminaattisementin hydratoituminen ja kovettuminen on pääasiassa hydraulisten faasien CA ja CA2 hydratoitumista ja niiden hydraattien kiteiden kasvuprosessia, eli ne reagoivat veden kanssa muodostaen kuusikulmainen hiutale tai neulan muotoinen CAH10, C2AH8 ja hydraatiotuotteet, kuten esim. kuutiomaisina C3AH6-kiteinä ja Al2O3аq-geelinä muodostavat sitten toisiinsa liitetyn kondensaatio-kiteytysverkostorakenteen kovetus- ja kuumennusprosessien aikana. Agglomeroituminen ja sitoutuminen johtuu aktiivisesta SiO2-ultrahienosta jauheesta, joka muodostaa kolloidisia hiukkasia, kun se kohtaa veden ja kohtaa lisätystä lisäaineesta (eli elektrolyyttiaineesta) hitaasti hajoavat ionit. Koska näiden kahden pintavaraukset ovat vastakkaisia, eli kolloidin pinnalla on adsorboituneita vastaioneja, mikä aiheuttaa £2 Potentiaali pienenee ja kondensaatiota tapahtuu, kun adsorptio saavuttaa "isoelektrisen pisteen". Toisin sanoen, kun sähköstaattinen repulsio kolloidisten hiukkasten pinnalla on pienempi kuin sen vetovoima, tapahtuu koheesiosidos van der Waalsin voiman avulla. Sen jälkeen kun tulenkestävä valuaine, johon on sekoitettu piidioksidijauhetta, on kondensoitunut, SiO2:n pinnalle muodostuneet Si-OH-ryhmät kuivataan ja dehydratoidaan silloittaen, jolloin muodostuu siloksaani (Si-O-Si) -verkkorakenne ja siten kovettuu. Siloksaaniverkostorakenteessa piin ja hapen väliset sidokset eivät vähene lämpötilan noustessa, joten myös lujuus jatkaa kasvuaan. Samanaikaisesti korkeissa lämpötiloissa SiO2-verkoston rakenne reagoi siihen käärityn Al2O3:n kanssa muodostaen mulliittia, joka voi parantaa lujuutta keski- ja korkeissa lämpötiloissa.
Postitusaika: 28.2.2024
