? ? 在以純鋁酸鈣水泥為結合劑的耐火饒注料中,水泥、添加劑和超微粉之間存在明顯的相關性。其中,添加劑與水泥中的CA、CA2及其水化產物的相互作用對水泥的水化、硬化產生直接影響。
? ? 一般地,水泥的水化反應包括溶解、核化和沉析三個階段。無水鋁酸鈣與水接觸后溶解并釋放出Ca2+離子和AlO4-離子;當溶液達到飽和時,水化鋁酸鈣開始成核并品化,進而導致大量沉析,此階段對應于水泥的固化和硬化。各種添加別的作用就是控制溶液中Ca2+離子和水化AlO4-離子的量。圖5.5.1示小了水泥水化過程從各種添加劑的作用。
? ? (1)緩凝劑
? ? 緩凝劑通過改性,即通過減慢無水水泥顆粒的溶解而影響其水化反應動力學。具機理包括通過吸附在水泥顆粒周圍和(或)與鈣離子結合來阻礙水泥顆粒溶解。
? ? 緩凝劑主要為鈉鹽系列化合物,其中酸主要是有機酸、檸檬酸或葡萄糖酸。這些緩凝劑的實例有:羧基羧酸及其衍生物鹽,如檸檬酸、檸檬酸三鈉、灑石酸和葡萄糖酸鈉。
? ? 緩凝劑Na+X-中X-是酸根陰離子,溶液中X-生成鈣鹽的溶解度有限。溶液中Ca2+活性降低導致較低的c(Ca2+)/c(AlO4-)比,這樣造成水化沉析速度降低。
? ? 另外,鈣鹽或有機酸可吸附在水泥顆粒表畫,從而進一步延緩水泥溶解到飽和的速度。
? ? (2)減水別
? ? 減水劑吸附在水泥顆粒上,改變表面電荷和增加電位。這就便生成帶負電荷水化產物的能力減小。該產物能中和無水水泥表面正電荷,阻止絮凝的帶正電荷離子斥力作用產生好的分散作用。反應機理示于圖5.5.2。
? ? 減水劑和緩凝劑都依賴十在水泥顆粒上的吸附機理而起作用,這也是兩種添加劑有類似影響的原出。一個較好的例子是檸檬酸三鈉,它可改善流動性又可延緩固化時間。
? ? (3)促凝別
? ? 促凝劑依靠形成品種的誘導作用減少晶核形成所需要的時間來影響水泥水化的潛伏期,因而促進了水化。鋰鹽是鋁酸鈣水泥最常用的促凝劑。在溶液中,鋰離子與AlO4-反應析出不溶性鋁酸鋰,從而提高溶液中的c(Ca2+)/c(AlO4-)比,促進迅速形成水化物,結果加速固化時間。
? ? 各種添加劑對以純鋁酸鈣水泥作組合劑的耐火澆注料的作用可歸納為;①對一般澆注料,固化時間和硬化時間受促凝劑和緩凝劑的綜合控制、并保證了水化反比以適宜的速率進行;②對自流澆注料等一些需要高流動性的澆注料,其作業件和流動性靠檸檬酸鈉和減水劑如三聚磷酸鈉和聚丙酸脂聚合物的綜合作用得以較好控制;③選用添加劑時,還應考慮其與超菌活性劑(如氧化硅微粉和活性氧化鋁微粉)以及水泥的相互反應。
? ? 基于上述原則,對于不同材質的澆注料可選用其種一種或多種復合舔加劑。表5.5.1和表5.5.2是針對硅鋁系低水泥澆注料選用了兩種復合添加劑的應用實例。
? ? 澆注料的流動性按ASTM、C230規定的方法,用其征流動桌上振動25次后的流動值來衡量。同時還測定了其在振動臺上的流動性。以澆注料在振動下不流動的時間作為施工性的量度。表5.5.3列出了具體的測定結果。
? ? 結果表明,兩種復合添加劑對鋁硅質低水泥澆注料均能達到很好的作用,其流動性和施工性可滿足包括振動澆注和泵送等多種施工方法。
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