水玻璃俗称泡花碱,是一种水溶性硅酸盐,其水溶液俗称水玻璃,是一种矿黏合剂。其化学式为R2O·nSiO2,式中R2O为碱金属氧化物,n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值,称为水玻璃的摩数。
水玻璃结合的浇注料,水玻璃与耐火骨料和粉料及外加剂配制而成的,具有强度高、耐磨性强和耐腐蚀性好等特点,适用于高温下易磨损和有酸、碱腐蚀的热工设备和钢包上,其使用温度为1200—1700℃。
水玻璃溶液能与酸、碱、盐等物质反应,生成难容的硅酸凝胶或硅酸盐化合物。这些物质均可作水玻璃结合的耐火浇注料的促凝剂,主要品种有氟硅酸钠、氟硅酸铝、氟化铝、氯化铝等。目前,国内外水玻璃结合的耐火浇注料使用普遍的促凝剂是氟硅酸钠,因为它与水玻璃之间的反应速度适宜,有充足的施工时间。
从胶体化学观来说,水玻璃溶液中掺加氟硅酸钠后,中和了硅酸胶团的电荷,破坏了硅酸胶团的融合膜,使胶粒发生聚沉而转变成具有弹性的胶体。胶体进一步失水,而后变成具有固体性质的凝胶。其胶态物质转变过程的实质是,硅酸溶胶的单个粒子逐步通过水分子的氢键而引起缩合,随着缩合过程中的不断进行,形成硅酸凝胶的聚合体。
按照配合比要求,称量骨料、粉料和氟硅酸钠的质量,搅拌均匀后加规定的水玻璃溶液用量,继续搅拌均匀。拌和料装进模内,震动成型。成形体应自然养护1D后拆模,在养护2D。养护期间,不得淋水。养护到期后,做各种性能的检验。
普通水玻璃结合的耐火浇注料获得常温强度后,具有较好的耐酸性和耐水性,强度虽有降低,但绝对值仍较高,可满足耐酸工程需要;常温耐压强度较高,随着加热温度的提高,其烧后强度也提高,特别是黏土质耐火浇注料的900℃烧后强度达到38—55MPa。
水玻璃结合剂的模数、密度和用量,是影响水玻璃耐火浇注料的重要因素。从硬化机理可知,由于硅酸凝胶的黏附、缩合和凝聚等作用,是耐火骨料和粉料胶结起来而获得强度。因此,在有充足的氟硅酸钠时,水玻璃溶液的模式提高或密度增大,成型体气孔增多,性能降低。
浇注料使用过程中与不同的结合剂结合所产生的作用也不同,所以在使用之前一定要提前咨询厂家,根据厂家所指导的施工方案进行施工。瑞森耐材专业生产各种不定形耐材产品,欢迎致电咨询。
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