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硅灰加入量多少时能达到铝硅浇注料理想的使用性能

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  • 硅灰加入量多少时能达到铝硅浇注料理想的使用性能
    硅灰图样


        硅灰具有良好的减水、促流效果,并在镁质浇注料、矾土基浇注料等浇注料中得到了广泛应用。通过加入硅灰,可以与矾土浇注料中的Al2O3在高温条件下生成莫来石相,高温强度得以提高。但是在水泥结合矾土浇注料中,尤其是生产预制件需要常温强度能够保证脱模,由于引入较多的Ca+,从而在高温情况下生成钙长石、钙黄长石等低熔物,降低高温强度。为此研究了以水泥为结合剂,硅灰的加入量对浇注料性能的影响。
        试验所用原料有:88高铝矾土(8~1mm,≤1mm、≤0.045mm)、白刚玉(≤0.045mm)、951u硅灰、S71水泥、减水剂等。试样的尺寸为40mm×40mm×160mm,在室温条件下养护24h脱模。然后在110℃干燥24h,分别经110℃×24h,1000℃×3h,1500℃×3h热处理。
        

    加水量

        随着硅灰加入量的增加,加水量先减小后增大。当硅灰加入量由2%增至6%时,料浆黏度逐渐降低。硅灰与水反应生成的H2SiO3形成如下胶团结构:{〔SiO2〕m,nSiO2-3·2(n-x)H+}2xH+,在分散剂的作用下,胶体粒子表面双电层重叠而产生静电斥力,防止了粒子间吸附聚凝;另一方面,超微粉对浇注料空隙具有填充作用,二者增强了料浆的流动性,使得加水量减少。当硅微粉加入量超过6%以后,浇注料空隙已被填满,多余的硅灰使得料浆黏度变大,这是因为硅灰与水反应生成的水化产物进一步聚合,增大了料浆的流动阻力,需要增加水量保证成型。

        

    体积密度和显气孔率

        随着硅灰加入量的增加,经过110℃×24h、1000℃×3h、1500℃×3h热处理后试样的体密先增大后减小,气孔率先减小后增大,见图2。这是因为空隙的填充程度随硅灰加入量增加而增高,加水量随之先减小后增大,经过热处理后,水分逸出试样,留下的气孔是先减小后增大,使得体密先增大后减小。
        

    高温抗折强度

        随着硅灰加入量的增加,试样的高温热抗折强度是逐渐增大的。这是因为在1450℃时,会生成莫来石、钙黄长石(C2AS)、钙长石(CAS2)、CA6等。当硅灰加入量小于5%时,生成的主要矿物为钙长石、钙黄长石等低熔物,使得高温抗折强度较低,当硅灰加入量大于6%时,生成了针状的莫来石、柱状的CA6等高温相,形成交叉骨架结构,提高高温状态强度。
        

    结语

        随着硅灰加入量的增加,试样的气孔率先减小后增大,体密先增大后减小;1500℃×3h处理后抗折强度和耐压强度逐渐增大;1450℃×1h高温热抗折强度先增大,后减小。试样在其加入量为6%时,能够获得理想的综合性能指标。




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