水玻璃俗稱泡花堿,是一種水溶性硅酸鹽,其水溶液俗稱水玻璃,是一種礦黏合劑。其化學(xué)式為R2O·nSiO2,式中R2O為堿金屬氧化物,n為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數(shù)的比值,稱為水玻璃的摩數(shù)。
水玻璃結(jié)合的澆注料,水玻璃與耐火骨料和粉料及外加劑配制而成的,具有強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)和耐腐蝕性好等特點(diǎn),適用于高溫下易磨損和有酸、堿腐蝕的熱工設(shè)備和鋼包上,其使用溫度為1200—1700℃。
水玻璃溶液能與酸、堿、鹽等物質(zhì)反應(yīng),生成難容的硅酸凝膠或硅酸鹽化合物。這些物質(zhì)均可作水玻璃結(jié)合的耐火澆注料的促凝劑,主要品種有氟硅酸鈉、氟硅酸鋁、氟化鋁、氯化鋁等。目前,國內(nèi)外水玻璃結(jié)合的耐火澆注料使用普遍的促凝劑是氟硅酸鈉,因?yàn)樗c水玻璃之間的反應(yīng)速度適宜,有充足的施工時(shí)間。
從膠體化學(xué)觀來說,水玻璃溶液中摻加氟硅酸鈉后,中和了硅酸膠團(tuán)的電荷,破壞了硅酸膠團(tuán)的融合膜,使膠粒發(fā)生聚沉而轉(zhuǎn)變成具有彈性的膠體。膠體進(jìn)一步失水,而后變成具有固體性質(zhì)的凝膠。其膠態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程的實(shí)質(zhì)是,硅酸溶膠的單個(gè)粒子逐步通過水分子的氫鍵而引起縮合,隨著縮合過程中的不斷進(jìn)行,形成硅酸凝膠的聚合體。
按照配合比要求,稱量骨料、粉料和氟硅酸鈉的質(zhì)量,攪拌均勻后加規(guī)定的水玻璃溶液用量,繼續(xù)攪拌均勻。拌和料裝進(jìn)模內(nèi),震動(dòng)成型。成形體應(yīng)自然養(yǎng)護(hù)1D后拆模,在養(yǎng)護(hù)2D。養(yǎng)護(hù)期間,不得淋水。養(yǎng)護(hù)到期后,做各種性能的檢驗(yàn)。
普通水玻璃結(jié)合的耐火澆注料獲得常溫強(qiáng)度后,具有較好的耐酸性和耐水性,強(qiáng)度雖有降低,但絕對(duì)值仍較高,可滿足耐酸工程需要;常溫耐壓強(qiáng)度較高,隨著加熱溫度的提高,其燒后強(qiáng)度也提高,特別是黏土質(zhì)耐火澆注料的900℃燒后強(qiáng)度達(dá)到38—55MPa。
水玻璃結(jié)合劑的模數(shù)、密度和用量,是影響水玻璃耐火澆注料的重要因素。從硬化機(jī)理可知,由于硅酸凝膠的黏附、縮合和凝聚等作用,是耐火骨料和粉料膠結(jié)起來而獲得強(qiáng)度。因此,在有充足的氟硅酸鈉時(shí),水玻璃溶液的模式提高或密度增大,成型體氣孔增多,性能降低。
澆注料使用過程中與不同的結(jié)合劑結(jié)合所產(chǎn)生的作用也不同,所以在使用之前一定要提前咨詢廠家,根據(jù)廠家所指導(dǎo)的施工方案進(jìn)行施工。瑞森耐材專業(yè)生產(chǎn)各種不定形耐材產(chǎn)品,歡迎致電咨詢。
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