普通鋁酸鈣水泥耐火澆注料可分為三類。礦物組成以CA為主的水泥作結合劑的A型水泥澆注料。礦物組成以CA2為主(約占60%),其余為CA和少量C2AS的水泥作結合劑的B型水泥澆注料。礦物組成以CA:為主,幾乎不含CA的水泥作結合劑的C型水泥澆注料。
A型耐火澆注料:各級粘土質或高鋁質骨料和粉料按一定比例配合,加A型水泥。因A型水泥在常溫下凝結硬化速度較快在水化初期(10h內)放出熱量較大(約為總水化熱的80%),超在夏季養護過程中,必須隨時噴水冷卻。在冬季養護過程中,要用濕麻布或塑料薄膜覆蓋,以保持澆注料表面潮濕,目的在于避免澆注好的襯體或預制塊溫度過高,表面水分蒸發過快,不能達到充分水化,表層出現疏松,導致強度下降。A型水泥澆注料澆注成型后一般經過1~3h就可達到初凝,6~8h后達到終凝,強度增長較快,養護1d可達到極限強度的75%,3d可達到85%~95%,7d后基本達到極限強度。
A型水泥澆注料的質量取決于所采用骨料的質量、骨料的粒度配比、水泥加入量,用水量和養護溫度、對骨料要求燒結充分、致密、氣孔率低、雜質含量低。骨料粒度配比要求設計成為最緊密堆積,因此宜采用多級配比,常用的級配為:15~7mm20%,7~3mm25%,3~0.088m20%,<0.088mm(或<0.074mm)10≈15%。A型水泥15~25%,還可加入微量減水劑,以降低用水量,改善施工性能,提高體積密度水泥加入量的影響是:隨水泥加入量的提高,常溫養護后的強度也增大,但加入量大于25%之后,強度增長不大,而且水泥加入量過多時,水泥中的CaO會與A2O3和SiO2生成大量的CAS或CAS2低熔相,大大降低澆注料的高溫性能,因此,一般水泥加入量為12~15%加水量的影響是:在保持澆注料具有較好的流動值下,用水量值越低,澆注料的強度越高。為降低用水量,可加入0.01~0.2%的減水劑養護溫度對A型水泥澆注料強度的影響很明顯。通常在20℃上下養護可獲得較好的強度。低于此溫度水化不完全,強度很難達到最高值;高于此溫度時,達到最高值后會出現強度降低現象。
A型水泥耐火澆注料的物理性能隨所結合的骨料和粉料的材質不同而異。粘土質澆注料的體積密度為2.0~2.3g/cm3(110℃,24h),線膨脹系數(5.0~5.5)×106K-1,導熱系數為0.75~0.90W/(m·K)。溫度為1350℃,燒后線變化率為土0.5%,熱震穩定性(水冷至850C)大于30次。高鋁質澆注料的體積密度系數為系數為0.9~1.2W/(m·K);溫度為1500℃,燒后線變化率為°K-1,導熱0.2~0.6%,熱震穩定性(水冷至1100C)大于10次。A型水泥澆注料熱處理后冷態抗折強度隨溫度提高而下降,這是由于水化物轉變和水合鍵破壞所致。但熱處理溫度高于1200℃時,由于燒結,形成陶瓷結合,強度又隨著溫度提高而逐漸升高,這是與材料(骨料)熱膨脹彌合部分微空隙,使材料之間接觸更緊密所致。溫度達到900C左右強度最高。但到900℃以上,由于開始出現少量液相,強度下降,在1200~1300℃間液相量顯著增大,強度顯著降低。
A型水泥耐火澆注料的使用溫度取決于所結合的材料的性質。以粘土熟料做骨料和粉料的,使用溫度為1300~1350C。以二、三級高鋁熟料做骨料和粉料的,使用溫度為1350~1400℃。以級高鋁做骨料和粉料的,使用溫度為1400~1500C。為了提高使用溫度,每種材質的澆注料中的粉料還可以用氧化鋁含量更高級的材料取代,如粘土質澆注料中的粉料可用剛玉粉取代B型水泥耐火澆注料:將各級高鋁熟料破粉碎成骨料和粉料(按一定比例配合),加B型水泥(Al2O3含量為60%左右)作結合劑。B型水泥凝結硬化速度略慢于A型水泥,水化過程中放出水化熱也不如A型水泥集中,一般在7d內逐漸放完。它是依靠CA先水化,CA水化時放出水化熱促進CA2水化。因此,要加快B型水泥的凝結硬化速度,也可采用蒸汽養護。蒸汽養護可直接生成C3AHl4,這樣養護后的烘干強度雖然低于常溫下養護后的烘干強度,但不存在由CAH1和C2AH轉化為CAH時而造成強度下降的問題。另一方面,CA2水化時有一定量的鋁膠(Al2O3aq)生成,形成水化物晶體一凝膠體混合膠結物,可減輕水化物晶體轉化時引起的結構破壞。B型水泥澆注料強度發展速度比A型水泥慢,養護7d后才接近極限強度,約50MPa。加熱后中溫強度下幅度也比A型小。
B型水泥澆注料配比與A型相似,通常以高鋁礬土作為骨料和粉料,水泥加入量12~15%。由于B型水泥中氧化鈣含量比A型低,高溫下生成的C2AS或CAS2低熔物相要少,耐火度也要高些,故同材質比較,B型使用溫度比A型高。
C型水泥耐火澆注料:把各級高鋁熟料、鋁鉻渣、電熔或燒結剛玉的骨料和粉料按一定比例配制,加C型水泥(Al4O含量約70%)作結合劑。C型水泥(CaO含量21~25%)因幾乎不含CA,故該種澆注料在常溫養護下,強度發展很慢,養護早期強度低,到后期(28d)才能達到極限強度。常溫養護1d強度僅為極限強度的15~17%,3d為35~40%,7d為50~16%,21d為85~90%,到28d時,耐壓強度可達到50~70MPa。因此,通常為加速硬化速度,采用70~100C水蒸氣養護,以促進CA2水化,加速強度發展速度,蒸汽養護16~24h,即可達到最高強度,但要比常溫下養護的極限強度低一些。這是因為蒸汽養護生成的水化物為C3AH6和鋁膠,而不是CAH8和C2AH。
以上是關于以普通鋁酸鹽耐火水泥為結合劑制作的耐火澆注料不同分類及性能。文章來源：http://www.huaishu.org/轉載請注明出處。