Εισαγωγή προϊόντος πυρίμαχου χυτού υλικού χαμηλής αντοχής σε τσιμέντο

Τα χυτεύματα χαμηλής πυρίμαχης περιεκτικότητας σε τσιμέντο συγκρίνονται με τα παραδοσιακά χυτεύματα πυρίμαχου τσιμέντου από αργιλικό άλας. Η ποσότητα προσθήκης τσιμέντου στα παραδοσιακά χυτεύματα πυρίμαχου τσιμέντου από αργιλικό άλας είναι συνήθως 12-20% και η ποσότητα προσθήκης νερού είναι γενικά 9-13%. Λόγω της μεγάλης ποσότητας νερού που προστίθεται, το χυτό σώμα έχει πολλούς πόρους, δεν είναι πυκνό και έχει χαμηλή αντοχή. Λόγω της μεγάλης ποσότητας προστιθέμενου τσιμέντου, αν και μπορούν να επιτευχθούν υψηλότερες αντοχές σε κανονική και χαμηλή θερμοκρασία, η αντοχή μειώνεται λόγω του κρυσταλλικού μετασχηματισμού του αργιλικού ασβεστίου σε μέσες θερμοκρασίες. Προφανώς, το εισαγόμενο CaO αντιδρά με το SiO2 και το Al2O3 στο χυτεύσιμο υλικό για να παράγει ορισμένες ουσίες χαμηλού σημείου τήξης, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση των ιδιοτήτων του υλικού σε υψηλές θερμοκρασίες.

Όταν χρησιμοποιείται τεχνολογία εξαιρετικά λεπτής σκόνης, πρόσθετα υψηλής απόδοσης και επιστημονική διαβάθμιση σωματιδίων, η περιεκτικότητα σε τσιμέντο του χυτεύσιμου υλικού μειώνεται σε λιγότερο από 8% και η περιεκτικότητα σε νερό μειώνεται σε ≤7%, και μπορεί να παρασκευαστεί και να μετατραπεί ένα πυρίμαχο χυτεύσιμο σειράς χαμηλής περιεκτικότητας σε τσιμέντο. Η περιεκτικότητα σε CaO είναι ≤2,5% και οι δείκτες απόδοσής του γενικά υπερβαίνουν εκείνους των πυρίμαχων χυτευμάτων από αργιλικό τσιμέντο. Αυτός ο τύπος πυρίμαχου χυτεύσιμου υλικού έχει καλή θιξοτροπία, δηλαδή το αναμεμειγμένο υλικό έχει ένα συγκεκριμένο σχήμα και αρχίζει να ρέει με μικρή εξωτερική δύναμη. Όταν η εξωτερική δύναμη αφαιρεθεί, διατηρεί το ληφθέν σχήμα. Επομένως, ονομάζεται επίσης θιξοτροπικό πυρίμαχο χυτεύσιμο. Το αυτορέον πυρίμαχο χυτεύσιμο υλικό ονομάζεται επίσης θιξοτροπικό πυρίμαχο χυτεύσιμο. Ανήκει σε αυτήν την κατηγορία. Η ακριβής έννοια των πυρίμαχων χυτευμάτων σειράς χαμηλής περιεκτικότητας σε τσιμέντο δεν έχει οριστεί μέχρι στιγμής. Η Αμερικανική Εταιρεία Δοκιμών και Υλικών (ASTM) ορίζει και ταξινομεί τα πυρίμαχα χυτεύσιμου υλικού με βάση την περιεκτικότητά τους σε CaO.

Η πυκνότητα και η υψηλή αντοχή είναι τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά των πυρίμαχων χυτευόμενων υλικών σειράς χαμηλής περιεκτικότητας σε τσιμέντο. Αυτό είναι καλό για τη βελτίωση της διάρκειας ζωής και της απόδοσης του προϊόντος, αλλά δημιουργεί επίσης προβλήματα στο ψήσιμο πριν από τη χρήση, δηλαδή, το χύσιμο μπορεί εύκολα να συμβεί εάν δεν είστε προσεκτικοί κατά το ψήσιμο. Το φαινόμενο της ρήξης του σώματος μπορεί να απαιτήσει τουλάχιστον εκ νέου χύσιμο ή μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την προσωπική ασφάλεια των γύρω εργαζομένων σε σοβαρές περιπτώσεις. Ως εκ τούτου, διάφορες χώρες έχουν επίσης διεξάγει διάφορες μελέτες για το ψήσιμο πυρίμαχων χυτευόμενων υλικών σειράς χαμηλής περιεκτικότητας σε τσιμέντο. Τα κύρια τεχνικά μέτρα είναι: με τη διαμόρφωση λογικών καμπυλών φούρνου και την εισαγωγή εξαιρετικών αντιεκρηκτικών παραγόντων κ.λπ., αυτό μπορεί να κάνει τα πυρίμαχα χυτευόμενα υλικά να αποβάλλονται ομαλά χωρίς να προκαλούν άλλες παρενέργειες.

Η τεχνολογία εξαιρετικά λεπτής σκόνης είναι η βασική τεχνολογία για πυρίμαχα χυτά υλικά σειράς χαμηλής περιεκτικότητας σε τσιμέντο (αυτήν τη στιγμή, οι περισσότερες από τις εξαιρετικά λεπτές σκόνες που χρησιμοποιούνται σε κεραμικά και πυρίμαχα υλικά έχουν στην πραγματικότητα πάχος μεταξύ 0,1 και 10 m και λειτουργούν κυρίως ως επιταχυντές διασποράς και δομικοί πυκνωτές. Η πρώτη καθιστά τα σωματίδια τσιμέντου ιδιαίτερα διασκορπισμένα χωρίς συσσωμάτωση, ενώ η δεύτερη καθιστά τους μικροπόρους στο σώμα έκχυσης πλήρως γεμάτους και βελτιώνει την αντοχή.

Οι τύποι εξαιρετικά λεπτών σκονών που χρησιμοποιούνται συνήθως σήμερα περιλαμβάνουν SiO2, α-Al2O3, Cr2O3, κ.λπ. Η ειδική επιφάνεια της μικροσκόνης SiO2 είναι περίπου 20m2/g και το μέγεθος των σωματιδίων της είναι περίπου 1/100 του μεγέθους των σωματιδίων του τσιμέντου, επομένως έχει καλές ιδιότητες πλήρωσης. Επιπλέον, η μικροσκόνη SiO2, Al2O3, Cr2O3, κ.λπ. μπορούν επίσης να σχηματίσουν κολλοειδή σωματίδια στο νερό. Όταν υπάρχει διασπορέας, σχηματίζεται ένα επικαλυπτόμενο ηλεκτρικό διπλό στρώμα στην επιφάνεια των σωματιδίων για να δημιουργήσει ηλεκτροστατική άπωση, η οποία υπερνικά τη δύναμη van der Waals μεταξύ των σωματιδίων και μειώνει την ενέργεια διεπιφάνειας. Αποτρέπει την προσρόφηση και τη συσσωμάτωση μεταξύ των σωματιδίων. Ταυτόχρονα, ο διασπορέας προσροφάται γύρω από τα σωματίδια για να σχηματίσει ένα στρώμα διαλύτη, το οποίο αυξάνει επίσης τη ρευστότητα του χυτεύσιμου υλικού. Αυτός είναι επίσης ένας από τους μηχανισμούς της εξαιρετικά λεπτής σκόνης, δηλαδή, η προσθήκη εξαιρετικά λεπτής σκόνης και κατάλληλων διασπορέων μπορεί να μειώσει την κατανάλωση νερού των πυρίμαχων χυτεύσιμου υλικού και να βελτιώσει τη ρευστότητα.

Η πήξη και η σκλήρυνση των πυρίμαχων χυτευμένων υλικών χαμηλής περιεκτικότητας σε τσιμέντο είναι το αποτέλεσμα της συνδυασμένης δράσης της ενυδάτωσης και της συνοχής. Η ενυδάτωση και η σκλήρυνση του τσιμέντου αργιλικού ασβεστίου είναι κυρίως η ενυδάτωση των υδραυλικών φάσεων CA και CA2 και η διαδικασία ανάπτυξης κρυστάλλων των ένυδρων αλάτων τους, δηλαδή αντιδρούν με το νερό για να σχηματίσουν εξαγωνικές νιφάδες ή βελονοειδή CAH10, C2AH8 και προϊόντα ενυδάτωσης όπως κυβικοί κρύσταλλοι C3AH6 και πηκτώματα Al2O3αq σχηματίζουν στη συνέχεια μια διασυνδεδεμένη δομή δικτύου συμπύκνωσης-κρυστάλλωσης κατά τη διάρκεια των διαδικασιών σκλήρυνσης και θέρμανσης. Η συσσωμάτωση και η σύνδεση οφείλονται στην ενεργή εξαιρετικά λεπτή σκόνη SiO2 που σχηματίζει κολλοειδή σωματίδια όταν συναντά το νερό και συναντά τα ιόντα που αποσυνδέονται αργά από το προστιθέμενο πρόσθετο (δηλαδή την ηλεκτρολυτική ουσία). Επειδή τα επιφανειακά φορτία των δύο είναι αντίθετα, δηλαδή, η επιφάνεια του κολλοειδούς έχει προσροφημένα αντίθετα ιόντα, προκαλώντας το δυναμικό να μειώνεται και η συμπύκνωση συμβαίνει όταν η προσρόφηση φτάσει στο "ισοηλεκτρικό σημείο". Με άλλα λόγια, όταν η ηλεκτροστατική άπωση στην επιφάνεια των κολλοειδών σωματιδίων είναι μικρότερη από την έλξη τους, συμβαίνει συνεκτικός δεσμός με τη βοήθεια της δύναμης van der Waals. Αφού συμπυκνωθεί το πυρίμαχο χυτεύσιμο υλικό που αναμιγνύεται με σκόνη πυριτίας, οι ομάδες Si-OH που σχηματίζονται στην επιφάνεια του SiO2 ξηραίνονται και αφυδατώνονται για να γεφυρώσουν, σχηματίζοντας μια δομή δικτύου σιλοξανίου (Si-O-Si), σκληραίνοντας έτσι. Στη δομή δικτύου σιλοξανίου, οι δεσμοί μεταξύ πυριτίου και οξυγόνου δεν μειώνονται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, επομένως η αντοχή συνεχίζει επίσης να αυξάνεται. Ταυτόχρονα, σε υψηλές θερμοκρασίες, η δομή δικτύου SiO2 θα αντιδράσει με το Al2O3 που είναι τυλιγμένο σε αυτήν για να σχηματίσει μουλίτη, η οποία μπορεί να βελτιώσει την αντοχή σε μεσαίες και υψηλές θερμοκρασίες.