Ugunsizturīgos liejumus ar zemu cementa saturu salīdzina ar tradicionālajiem alumīnija cementa ugunsizturīgajiem liejumiem. Tradicionālajiem alumīnija cementa ugunsizturīgajiem liejumiem cementa pievienošanas daudzums parasti ir 12–20 %, bet ūdens pievienošanas daudzums parasti ir 9–13 %. Lielā pievienotā ūdens daudzuma dēļ liejumam ir daudz poru, tas nav blīvs un tam ir zema izturība; lielā pievienotā cementa daudzuma dēļ, lai gan var iegūt augstāku izturību normālā un zemā temperatūrā, izturība samazinās kalcija alumināta kristāliskās transformācijas dēļ vidējā temperatūrā. Acīmredzot, ievadītais CaO reaģē ar SiO2 un Al2O3 liejumā, veidojot dažas vielas ar zemu kušanas temperatūru, kā rezultātā pasliktinās materiāla īpašības augstā temperatūrā.
Izmantojot īpaši smalku pulveru tehnoloģiju, augstas efektivitātes piedevas un zinātnisku daļiņu gradāciju, liejamā materiāla cementa saturs tiek samazināts līdz mazāk nekā 8% un ūdens saturs tiek samazināts līdz ≤7%, un var sagatavot un ievest zema cementa sērijas ugunsizturīgo liejamo materiālu ar CaO saturu ≤2,5%, un tā veiktspējas rādītāji parasti pārsniedz aluminātcementa ugunsizturīgo liejamo materiālu rādītājus. Šāda veida ugunsizturīgajam liejam ir laba tiksotropija, tas ir, sajauktajam materiālam ir noteikta forma un tas sāk plūst ar nelielu ārēju spēku. Kad ārējais spēks tiek noņemts, tas saglabā iegūto formu. Tāpēc to sauc arī par tiksotropisko ugunsizturīgo liejamo materiālu. Pašplūstošo ugunsizturīgo liejamo sauc arī par tiksotropisko ugunsizturīgo liejamo materiālu. Pieder šai kategorijai. Zema cementa sērijas ugunsizturīgo liejamā materiāla precīza nozīme līdz šim nav definēta. Amerikas Testēšanas un materiālu biedrība (ASTM) definē un klasificē ugunsizturīgos liejamo materiālus, pamatojoties uz to CaO saturu.
Blīvums un augsta izturība ir zema cementa satura ugunsizturīgo liejamo materiālu izcilākās īpašības. Tas uzlabo produkta kalpošanas laiku un veiktspēju, taču rada arī problēmas cepšanas laikā pirms lietošanas, proti, ja cepšanas laikā neesat uzmanīgs, var viegli notikt liešana. Ķermeņa plīšanas parādība var vismaz prasīt atkārtotu liešanu vai smagos gadījumos apdraudēt apkārtējo darbinieku personisko drošību. Tāpēc dažādās valstīs ir veikti arī dažādi pētījumi par zema cementa satura ugunsizturīgo liejamo materiālu cepšanu. Galvenie tehniskie pasākumi ir šādi: formulējot saprātīgas krāsns līknes un ieviešot izcilus sprādzienbīstamus līdzekļus utt., var panākt, ka ugunsizturīgie liejamie materiāli tiek vienmērīgi izvadīti no ūdens, neradot citas blakusparādības.
Īpaši smalku pulveru tehnoloģija ir galvenā tehnoloģija ugunsizturīgo liejamo materiālu ar zemu cementa saturu ražošanā (pašlaik lielākā daļa īpaši smalko pulveru, ko izmanto keramikā un ugunsizturīgos materiālos, faktiski ir no 0,1 līdz 10 μm, un tie galvenokārt darbojas kā dispersijas paātrinātāji un strukturālie blīvētāji). Pirmā tehnoloģija padara cementa daļiņas ļoti izkliedētas bez flokulācijas, savukārt otrā pilnībā piepilda liešanas korpusa mikroporas un uzlabo izturību).
Pašlaik visbiežāk izmantotie īpaši smalko pulveru veidi ir SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 utt. SiO2 mikropulvera īpatnējā virsma ir aptuveni 20 m2/g, un tā daļiņu izmērs ir aptuveni 1/100 no cementa daļiņu izmēra, tāpēc tam ir labas pildvielas īpašības. Turklāt SiO2, Al2O3, Cr2O3 mikropulveris utt. var veidot arī koloīdas daļiņas ūdenī. Ja ir klāt disperģētājs, uz daļiņu virsmas veidojas pārklājošs elektriskais dubultslānis, radot elektrostatisko atgrūšanos, kas pārvar van der Valsa spēku starp daļiņām un samazina saskarnes enerģiju. Tas novērš adsorbciju un flokulāciju starp daļiņām; vienlaikus disperģētājs adsorbējas ap daļiņām, veidojot šķīdinātāja slāni, kas arī palielina liešanas materiāla plūstamību. Tas ir arī viens no īpaši smalko pulveru mehānismiem, proti, īpaši smalka pulvera un atbilstošu disperģētāju pievienošana var samazināt ugunsizturīgo liešanas materiālu ūdens patēriņu un uzlabot plūstamību.
Ugunsizturīgo liejamo materiālu ar zemu cementa saturu sacietēšana un sacietēšana ir hidratācijas saišu un kohēzijas saišu kombinētas darbības rezultāts. Kalcija alumināta cementa hidratācija un sacietēšana galvenokārt ir hidraulisko fāžu CA un CA2 hidratācija un to hidrātu kristālu augšanas process, tas ir, tie reaģē ar ūdeni, veidojot sešstūrainas pārslas vai adatas formas CAH10, C2AH8 un hidratācijas produktus, piemēram, kubiskus C3AH6 kristālus un Al2O3аq želejas, kas sacietēšanas un karsēšanas procesos veido savstarpēji savienotu kondensācijas-kristalizācijas tīkla struktūru. Aglomerācija un saistīšanās notiek tāpēc, ka aktīvais SiO2 īpaši smalkais pulveris, saskaroties ar ūdeni, veido koloīdas daļiņas un saskaroties ar joniem, kas lēnām disociējas no pievienotās piedevas (t. i., elektrolīta vielas). Tā kā abu virsmas lādiņi ir pretēji, tas ir, koloīda virsma ir adsorbējusi pretjonus, kā rezultātā £2 potenciāls samazinās un kondensācija notiek, kad adsorbcija sasniedz "izoelektrisko punktu". Citiem vārdiem sakot, kad elektrostatiskā atgrūšanās uz koloīdo daļiņu virsmas ir mazāka par to pievilkšanās spēku, kohēzijas saite rodas ar van der Valsa spēka palīdzību. Pēc tam, kad ugunsizturīgais liejamais materiāls, kas sajaukts ar silīcija dioksīda pulveri, ir kondensēts, uz SiO2 virsmas izveidotās Si-OH grupas tiek žāvētas un dehidrētas, veidojot siloksāna (Si-O-Si) tīkla struktūru, tādējādi sacietējot. Siloksāna tīkla struktūrā saites starp silīciju un skābekli nesamazinās, palielinoties temperatūrai, tāpēc arī izturība turpina pieaugt. Tajā pašā laikā augstā temperatūrā SiO2 tīkla struktūra reaģēs ar tajā ietverto Al2O3, veidojot mullītu, kas var uzlabot izturību vidējā un augstā temperatūrā.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 28. februāris
