论文部分内容阅读
近年来,低水泥、超低水泥和无水泥耐火浇注料已被广泛使用,以避免水泥中的氧化钙对浇注料高温性能造成不利影响。而可水合氧化铝在常温下可发生水化,水化产物勃姆石和拜耳石形成网络结构为浇注料提供强度,且水化产物经高温处理后可形成稳定的α-Al2O3,因此,可水合氧化铝可作为铝酸钙水泥的替代结合剂。当可水合氧化铝应用在浇注料中,可水合氧化铝的水化是简单的水化过程,而活性氧化镁的存在会影响可水合氧化铝的水化行为,活性氧化镁会加速可水合氧化铝的水化,且形成类水滑石、水镁石、勃姆石和拜耳石等水化产物。水镁石、勃姆石和拜耳石可改善浇注料的生坯强度,类水滑石在浇注料干燥过程中可形成微孔网络,避免浇注料在干燥时爆裂、脱落,且当其应用在浇注料中可形成自结合体系,明显改善浇注料的高温性能。但是,氧化镁会加速可水合氧化铝的水化,导致浇注料出现流动性差,硬化过快,易爆裂等问题。针对上述问题,本文以可水合氧化铝为研究对象,研究外加剂对可水合氧化铝水化行为的影响,并探究引入外加剂的可水合氧化铝水化动力学。以氧化镁与可水合氧化铝复合体系为研究对象,研究氧化镁与可水合氧化铝复合体系的水化行为,并分别探讨外加剂、氧化镁种类和氧化镁含量对复合体系水化行为的影响;研究分散剂对复合体系料浆流变性能的影响和氧化镁与可水合氧化铝复合体系结合刚玉浇注料常温性能。结果表明:（1）可水合氧化铝水化速率较快,水化产物以大量层状拜耳石和少量勃姆石为主,可水合氧化铝料浆在25℃水化24 h的水化质量增加率达10.05%,水化72 h的单位水化累积放热量达84.82 J·g-1。引入柠檬酸、乳酸铝和硫酸铝均可降低可水合氧化铝水化速率,延缓可水合氧化铝水化进程,分别降低可水合氧化铝水化质量增加率至6.64%、4.75%和7.25%,分别降低可水合氧化铝料浆水化72 h的单位水化累积放热量至57 J?g-1、57 J?g-1和72 J?g-1,水化产物以勃姆石为主。（2）柠檬酸通过引入的长分子链柠檬酸根络合作用,乳酸铝通过乳酸根络合作用和铝离子的絮凝吸附作用,硫酸铝通过铝离子絮凝吸附作用降低氧化镁与可水合氧化铝复合颗粒与水的接触面积,分别在MgO:Al2O3=50:50（wt.%）时相对降低活性氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系水化质量增加率至1.75%、1.88%、3.12%。在引入乳酸铝且MgO:Al2O3=50:50（wt.%）的试样中,活性氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系的水化质量增加率为1.88%,轻烧氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系的水化质量增加率为4.51%,电熔镁砂与可水合氧化铝复合胶凝体系的水化质量增加率为0.88%,轻烧氧化镁比表面积较大,活性更高,因此,轻烧氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系的水化质量增加率相对较大。（3）六偏磷酸钠和三聚磷酸钠均可明显降低氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系料浆的触变性,提高料浆的流动性,其中,引入六偏磷酸钠的轻烧氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系的初始粘度下降更明显,从约25000 Pa?s分别降低至38 Pa?s（引入柠檬酸）、27 Pa?s（引入乳酸铝）和425 Pa?s（引入硫酸铝）,引入柠檬酸和引入乳酸铝的料浆呈现近牛顿流体的特性,料浆的流动性得到明显改善。（4）引入不同外加剂和不同种类氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系结合刚玉浇注料在400℃、500℃和600℃测试温度均未发生爆裂现象。当测试温度达到700℃时,引入乳酸铝和柠檬酸的不同种类氧化镁与可水合氧化铝复合胶凝体系结合刚玉浇注料未发生爆裂现象,而引入硫酸铝的浇注料均产生爆裂现象,相对于氧化镁种类,外加剂对试样的防爆裂性能的影响更明显。