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耐火澆注料在養護或制成預制件過程中有粉化現象的原因

作者:網站管理員 來源: 本站原創日期:2020-10-20 15:38:49 點擊:242屬于:技術知識
  不定形耐火材料的品種連年增加,質量不斷提高,應用領域逐步擴大。在先進國家,不定形 耐火材料產量已占耐火材料總產量的50%以上,且有不斷增加的趨勢。作為不定形耐火材料的主要品種,耐火澆注料及其預制件的應用范圍也不斷擴大。然而,近些年來,經常發現一些含水泥耐火澆注料在養護或制成預制件貯存過程中有粉化現象,輕者僅在其表面長出"白毛",俗稱起白堿,引起澆注料表層粉化,影響耐火澆注料外觀,嚴重者導致澆注料強度下降,影響了耐火澆注料的使用。近年來,這一現象已引起人們的重 視,并開始對這種粉化現象進行了研究,但其損壞機理還不十分清楚,考慮到耐火澆注料及大型預制件用量的加大,以及這種粉化現象的普遍性,有時還可能具有較大的危害性,對澆注料的自損壞機理進行研究顯得愈來愈重要。
  一:講述耐火澆注料的碳酸化現象
  高鋁水泥澆注料的碳酸化,被認為是導致這種澆注料結構強度降低,發生粉化、剝落的主要原因之一。高鋁水泥結合澆注料暴露在空氣中。其水化產物cao·al2o3·10h2o、2cao·al2o3·8h2o和3cao·al2o3·6h2o,易于空氣中的co2氣體發生反應。在低于20℃時、初期水化產物是cao·al2o3·10h2o,后轉變為2cao·al2o3·8h2o在高于20℃時初期水化產物是2cao·al2o3·8h2o,后轉變為3cao·al2o3·6h2o。
  在熱力學上,這些水化產物在空氣中發生碳酸化反應完全是可能的,涉及的反應方式在25℃、標準大氣壓下,三個反應的自由能均為負值,且co2的平衡壓ρco2分別為1.013x10-12.17pa、1.013x10-9pa和1.013x10-8 pa。而在大氣中,ρco2 =1.013x1013 pa,這一數值比耐火澆注料中含水鋁酸鈣開始碳酸化反應所必須的ca2分壓高許多,如對于十水鋁酸鈣是(1.013x1015)/(1.013x10-12177)=4.68x1013倍。在熱力學上,含水鋁酸鈣抗co2能力的順序為:3cao·al2o3·6h2o>2cao·al2o3·8h2o>cao·al2o3·10h2o。高鋁水泥水化產物的碳酸化速度依賴于水化產物的穩定度。
  在生產現場中發現,高濕度條件下澆注科更易碳酸化,而且與致密耐火澆注料相比,水含量高的輕質澆注科更容易粉化,這說明了在有水參與的條件下,也就是co2處于h2co3狀態時上述三個侵蝕反應更易于進行。當水化產物和co 酸性氣體相互作用時,相間孔隙內液體的ph值急劇降低,這就使耐火澆注料中所有水化新生物都變得不穩定。經熱力學計算,在酸性條件下,水化產物cao·al2o3·10h2o、2cao·al2o3·8h2o和3cao·al2o3·6h2o。的穩定性,隨水溶液酸性增加而急劇降低碳酸化過程更易進行。
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