結(jié)合劑和外加劑

1、結(jié)合劑和外加劑不定形耐火材料由具有一定粒度級配的耐火骨料和粉料、結(jié)合劑、外加劑混合而成的耐火材料，又稱散狀耐火材料。用于熱工設(shè)備襯里，不經(jīng)燒成工序，直接烘烤使用。同耐火磚比較，具有工藝簡單（因省去燒成工序）、節(jié)約能源、成本低廉、便于機(jī)械化施工等特點。在某些熱工設(shè)備上使用效果比耐火磚好。結(jié)合劑的重要性不定形耐火材料使用前未經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，顆粒之間只能靠結(jié)合劑的粘結(jié)作用使其結(jié)為整體，使其具有一定強(qiáng)度。也就是說，不定形耐火材料產(chǎn)品的性能很大程度上依賴粘接劑的影響。因此，要充分發(fā)揮結(jié)合劑的粘結(jié)性和其他有利影響，盡量減少和避免結(jié)合劑對高溫性能帶來的不利影響。結(jié)合劑的分類按化學(xué)組成分無機(jī)結(jié)合劑有機(jī)結(jié)合劑按硬

2、化特點分氣硬性結(jié)合劑水硬性結(jié)合劑熱硬性結(jié)合劑陶瓷結(jié)合劑有機(jī)結(jié)合劑水溶性結(jié)合劑 糊精、粉狀羧甲基纖維素、PVAC、PVA等非水溶性結(jié)合劑 硬瀝青類、石蠟聚丙烯類、尿脘樹脂炭素結(jié)合劑 焦油瀝青、石油瀝青、酚醛樹脂水溶性結(jié)合劑粘結(jié)機(jī)理：這是一類具有大分子結(jié)構(gòu)的可溶于水的有機(jī)物。其都具有極性基，可吸附極性水分子形成水化膜，溶于水或某些有機(jī)劑而形成粘性溶液，對于耐火材料顆粒有良好的潤濕性，可在其上形成粘結(jié)膜而具有相高的粘著力，并使顆粒之間具有一定的結(jié)合力。經(jīng)干燥，結(jié)合劑水溶物中的溶劑揮發(fā)，被枯結(jié)物所吸收，粘度提高，構(gòu)筑物或制品的結(jié)合強(qiáng)度也隨之提高。使用范圍：該類結(jié)合劑廣泛適用于生產(chǎn)具有規(guī)則形狀的耐火制品

3、，在不定形耐火材料中多作為輔助結(jié)合劑，與其他永久結(jié)合劑配合使用。非水溶性結(jié)合劑粘結(jié)機(jī)理：這類結(jié)合劑主要是熱塑性熱塑性樹脂樹脂。使用時，將其加熱軟化或?qū)⑺芙庥谝讚]發(fā)的溶劑中制成液體。以加熱軟化的方式使用時，結(jié)合劑與耐火材料在熱態(tài)下混拌，并在熱態(tài)下成型。軟化成液態(tài)的結(jié)合劑能潤濕顆粒的表面，形成薄的吸附層，從而使耐火物料粘結(jié)為整體。當(dāng)冷卻到常溫時，結(jié)合劑硬化，構(gòu)筑物或制品即具有相當(dāng)高的強(qiáng)度。使用范圍：這類結(jié)合劑通常在某些搗打料中使用。其中瀝青由于煙塵較大，使用受到限制；石蠟易使產(chǎn)品產(chǎn)生裂紋，用之較少；聚乙烯類石油化工產(chǎn)品粘結(jié)性較好、制品強(qiáng)度高、無煙無臭，可廣泛采用，但是價格較高。炭素結(jié)合劑粘結(jié)機(jī)理

4、：該類結(jié)合劑在常溫下多呈固態(tài)或半固態(tài)，加熱過程中，在一定度范圍內(nèi)具有熱塑性。利用此種熱塑性可使其與粒狀和粉狀料混拌均勻制成混合料，并可采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒▽⒒旌狭现瞥删哂邢喈?dāng)高密度的構(gòu)筑物或制品。隨著溫度的提高，結(jié)合劑發(fā)生分解氣作用、接橋作用、脫氫和縮聚作用，發(fā)展為碳素結(jié)合，使構(gòu)筑物或制品變硬而具有相當(dāng)高的冷態(tài)和熱態(tài)強(qiáng)度。使用范圍：由于酚醛樹脂具有的強(qiáng)度隨加熱而變化的特點，且其含有的對環(huán)境有害的物質(zhì)較少，因此除用以生產(chǎn)不燒耐火制品外，在不定形耐火材料生產(chǎn)中也日益受到重視。無機(jī)結(jié)合劑 無機(jī)結(jié)合劑由無機(jī)物組成，多是在常溫下皆可起結(jié)合作用的永久性結(jié)合劑。在不定形耐火材料中使用最為廣泛。常用的水泥水泥結(jié)

5、合劑結(jié)合劑、硅酸鹽硅酸鹽結(jié)合劑結(jié)合劑、磷酸鹽結(jié)合劑磷酸鹽結(jié)合劑、氯化鹽結(jié)合劑氯化鹽結(jié)合劑和硫酸硫酸鹽結(jié)合劑鹽結(jié)合劑。無機(jī)結(jié)合劑鋁酸鹽水泥硅酸鹽結(jié)合劑磷酸及磷酸鹽結(jié)合劑氯化鹽和硫酸鹽結(jié)合劑鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥通稱高鋁水泥，常指以鋁酸鈣為主要成分的水泥。鋁酸鈣水泥的化學(xué)組成主要是氧化鋁和氧化鈣,有的還有相當(dāng)多的三氧化二鐵和二氧化硅,其礦物組成為鋁酸一鈣、二鋁酸鈣，七鋁酸十二鈣以及鈣黃長石、鐵鋁酸四鈣等。鋁酸鹽水泥的水化和硬化鋁酸鹽水泥中含有大量的CA，其水化和水化物結(jié)晶對鋁酸鹽水泥的水化和硬化有重要影響。凝結(jié)與硬化由不同礦物組成的各種水泥和不同細(xì)度的水泥其凝結(jié)和強(qiáng)度發(fā)展的特點也不同。鋁酸鹽水泥的耐

6、火性能鋁酸鹽水泥是一種永久性結(jié)合劑。其耐火性能的優(yōu)劣對不定形耐火材料的影響極為重要。一般而論，水泥中含三氧化二鐵愈高，其耐火性愈低。含鈣量對耐火性的影響也有此傾向水泥中含氧化鋁的影響與此相反，隨著水泥中的三氧化二鋁含量提高，CA與CA2 的含量比相應(yīng)降低。實踐證明，普通高鋁水泥只宜在1300以下使用；普通高鋁水泥可用于1600以下；低鈣高鋁水泥的使用溫度可在1600以上。鋁酸鹽水泥的應(yīng)用該種水泥是制造澆注料用的主要結(jié)合劑，也可用以配制噴射料和投射料以及耐火泥。除了不宜同易水化的堿性瘠性料配合外，可以將其他種粒、粉狀材料結(jié)為堅固的整體。硅酸鹽結(jié)合劑俗稱水玻璃，是許多鈉硅酸鹽的混合物，其中有原硅酸

7、鈉、正硅酸鈉和二硅酸鈉。水玻璃的凝結(jié)與硬化常溫下水玻璃的凝結(jié)緩慢，可以再里面添加一定促硬劑。通常是一些酸或含金屬離子的外加物，以使其發(fā)生中合作用。加熱變化水玻璃的應(yīng)用水玻璃除不宜同極易水化的白云石類材料配合外，可同其他任何的瘠性材料配合制成各種不定形耐火材料。但由水玻璃制成的不定性耐火材料不宜水浸和受潮。氯化鹽和硫酸鹽結(jié)合劑許多氯化鹽和硫酸鹽的溶液或溶液與耐火材料反應(yīng)的產(chǎn)物具有膠凝作用。這些金屬鹽在高溫下可分解，只殘留金屬氧化物。其中有些氧化物本身具有相當(dāng)高的熔點，有的與耐火材料互相反應(yīng)也無助熔作用，而且許多分解產(chǎn)物還可能有助于耐火材料的燒結(jié)和其他高溫性質(zhì)，因而它是一類常用的結(jié)合劑。較常用的有氯化鎂、硫酸鋁等。硫酸鋁結(jié)合體加熱時的強(qiáng)度變化常溫下強(qiáng)度增長緩慢，加熱后強(qiáng)度變化如下圖所示：外加劑外加劑減水劑調(diào)凝劑促凝集與促硬劑緩凝劑緩蝕劑減水劑減水劑主要用作水泥結(jié)合的澆注料和水硬性耐火泥的外加劑。當(dāng)一些結(jié)合劑在凝結(jié)硬化時形成凝聚結(jié)構(gòu)而影響可塑性時，加入減水劑有減水增塑的效果。兩種調(diào)凝劑促凝集與促硬劑導(dǎo)致結(jié)合體早期強(qiáng)度增長，但對后期強(qiáng)度與不一定有積極作用緩凝劑適當(dāng)延長結(jié)合劑凝結(jié)硬化時間，以方便施工和儲存。緩蝕劑 在不定形耐火材料中有的酸性化學(xué)結(jié)合劑可與其中的金屬產(chǎn)生對其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)帶來危害的