鋁酸鹽水泥耐火澆注料是用鋁酸鹽水泥作結(jié)合劑,與耐火骨料和粉料按一定配合比加水?dāng)嚢璩尚筒⒔?jīng)潮濕養(yǎng)護(hù)后而成的。按結(jié)合劑品種分為CA-50、CA-60、CA-70、CA-80 和電熔鋁酸鹽水泥耐火澆注料等;按耐火骨料品種分為黏土質(zhì)、高鋁質(zhì)、莫來石質(zhì)和剛玉質(zhì) 等耐火澆注料。鋁酸鹽水泥耐火澆注料具有快硬高強(qiáng)和施工方便等特點(diǎn),因此應(yīng)用廣泛,其使用溫度一般為)1400~1600℃,有的高達(dá)1800℃,左右。但是,個(gè)別品種澆注料在加熱過程中發(fā)生礦相轉(zhuǎn)化,致使中溫強(qiáng)度降低,易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落,也限制了使用。
鋁酸鹽水泥的硬化機(jī)理,是指具有水硬性的鋁酸鈣礦物與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)凝結(jié)硬化的過程。它與水泥的礦物組成、含量和養(yǎng)護(hù)制度有密切關(guān)系,同時(shí)也是影響鋁酸鹽水泥耐火澆注料常溫強(qiáng)度的重要因素。
鋁酸鹽水泥一般均含有鋁酸一鈣,特別是CA-50水泥以CA為主,遇水后可能發(fā)生水化反應(yīng)且反應(yīng)速度較快。水化溫度不同,水化產(chǎn)物也不同。在低溫養(yǎng)護(hù)時(shí),CA主要生成針狀或板狀的水化鋁酸一鈣(CA·10H2O縮寫CAH10)、水化鋁酸二鈣(C2A·8H2O,縮寫C2AH8)和顆粒狀的氧化鋁膠滯體(簡(jiǎn)稱鋁膠,AL2O3·aq,縮寫 C3AH6);當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度升高時(shí),則生成偏三八面體或立方形的水化鋁酸三鈣(C3A·6H2O,縮寫 C3AH6)和顆粒狀的AL2O3·3H2O(縮寫AH3)及鋁膠。
CA-70水泥以CA2為主,其水化反應(yīng)和生成物與CA的相似,但A·aq 多,阻礙了CA2的快速水化,因此早期強(qiáng)度低;CA-60水泥也以CA2為主,但因含有較多的CA,所以水泥的水化速度仍較快,早期強(qiáng)度較高;C12A7遇水后迅速反應(yīng),初凝時(shí)間3~5min,終凝只有15~30min。在鋁酸鹽水泥中,C12A7含量不易太高,否則將引起水泥速凝而澆注料無法施工。 這就是說,鋁酸鹽水泥的礦物組成、特性和含量,直接影響其凝結(jié)硬化。
在鋁酸鹽水泥的礦物組成、特性和含量基本相同時(shí),養(yǎng)護(hù)制度直接影響其水化速度、水 化產(chǎn)物和澆注料強(qiáng)度。一般來說,隨著養(yǎng)護(hù)溫度的升高和養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng),水化速度加快,水化產(chǎn)物的晶體轉(zhuǎn)變過程為CAH10—C2AH8—C3AH6和A·aq—AH3晶體。CAH10和C2AH8為介穩(wěn)相,有較高的強(qiáng)度,但易轉(zhuǎn)變?yōu)榉(wěn)定相C3AH6和AH3 晶體,隨之強(qiáng)度降低。例如,CA-70水泥在40℃以下養(yǎng)護(hù)3d仍存在介穩(wěn)相,至60℃養(yǎng)護(hù)3d方能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定相,CA-50水 泥在35℃以下養(yǎng)護(hù)3d,介穩(wěn)相全部轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定相。即水化產(chǎn)物由結(jié)合力較強(qiáng)的針狀或板狀晶體轉(zhuǎn)變成結(jié)合力較弱的偏三八面體或立方體C3AH6,,析出游離水,并在水化物周圍形成水膜,增加了空隙率,使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。鋁膠轉(zhuǎn)變?yōu)锳H3晶體,也降低其強(qiáng)度。當(dāng)在較高溫度和較長(zhǎng)時(shí)間的條件下養(yǎng)護(hù)時(shí),其水化產(chǎn)物均變成穩(wěn)定相C2AH8和AH3。也就是說,養(yǎng)護(hù)制度對(duì)鋁酸鹽水泥耐火澆注料的常溫強(qiáng)度有影響,而對(duì)其烘干強(qiáng)度無明顯的影響。但是,不能忽視早期養(yǎng)護(hù)的必要性。因?yàn)樗嘀?0%左右的水化熱,是在澆注料成型后10h內(nèi)放出的,如不加強(qiáng)潮濕養(yǎng)護(hù),易使?jié)沧⒘蟽?nèi)部產(chǎn)生裂紋,鋁膠分布不均勻而使其表面粉化。