论文部分内容阅读
随着不定形耐火材料的发展,耐火浇注料已成为其主导产品。钢包浇注料就是其中一种重要的不定形耐火材料。铝酸盐水泥常作为钢包浇注料的结合剂。该浇注料中会添加预先合成或使用中反应生成的镁铝尖晶石(MA)以提高钢包浇注料的抗热震性和抗侵蚀性。在铝酸盐水泥的组成中引入一定量的镁铝尖晶石,制成含镁铝尖晶石的新型铝酸盐水泥,可以提高铝酸盐水泥的耐火性能,同时可以降低钢包浇注料的成本。但前期工作表明其凝结时间较长,且结合浇注料早期强度较低,限制了它的应用。为完善此种新型水泥的使用性能,本文做了相关研究。本文以轻烧白云石和工业氧化铝为原料,采用烧结法制备了含镁铝尖晶石的新型铝酸盐水泥。采用X射线衍射(XRD)对所制备水泥及其水化产物的组成进行物相分析。用扫描电子显微镜(SEM)观察了新型铝酸盐水泥水化产物的显微结构。重点研究了CaCl2, Na2SO4, Na2SiO3, NaF, Li2CO3与萘系减水剂等不同种类及含量的外加剂对新型铝酸盐水泥凝结时间以及结合高铝矾土浇注料早期强度的影响。结果表明,不含外加剂的新型铝酸盐水泥初凝时间为46min,终凝时间为77min。而所选外加剂均可以不同程度的缩短新型铝酸盐水泥的凝结时间,促凝效果由强到弱为：Li2CO3>CaCl2>NaF>Na2SO4>Na2SiO3。初凝时间分别缩短：31%,22%,17%,2%,2%；终凝时间分别缩短：24%,16%,10%,8%,2%。然后从中选取CaCl2,Na2SO4,Li2CO3三种促凝效果较好的外加剂作为新型铝酸盐水泥的早强剂。此三种外加剂亦可提高新型水泥的早期结合强度,早强效果由强到弱为：Li2CO3>CaCl2>Na2SO4。抗折强度分别提高：32%,25%,13%；抗压强度分别提高：38%,11%,9%。综合考虑：当新型铝酸盐水泥中添加0.01%的Li2CO3时,对其凝结时间的调节最为理想,达到了与拉法基纯铝酸钙水泥几乎相同的凝结时间；同时其结合的高铝矾土浇注料的早期强度有明显提高。这主要是因为锂离子水化能力很强。而水化产物从液相中析出时,需突破一能量势垒。这一能量势垒使得晶体析出有时很难自然进行。而锂盐能与这些水化铝酸盐结合生成晶体胚物质。随后,水泥的早期水化产物以这些晶体为晶核,迅速结晶,从而消除了成核能垒,使诱导期缩短或消失。这样就有利于水化产物快速生成,达到早强和促凝的效果。而其与萘系减水剂共同作用时,其结合浇注料的早期强度有更为明显的提高,抗折强度提高59%,抗压强度提高65%。