添加劑對酸性硅溶膠及料漿膠凝與流變行為的影響

楊雨菲，劉 浩，王周福，劉文元，馬 妍，王璽堂，柳茂林

(武漢科技大學(xué)，省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室，武漢 430081)

0 引 言

結(jié)合劑作為不定形耐火材料的重要組成部分，主要通過化學(xué)、聚合和凝聚等作用，使耐火材料具有一定的結(jié)合強度，對施工性能、脫模強度、高溫使用性能具有重要作用，不同結(jié)合劑會對不定形耐火材料的分散、流變以及硬化過程有不同影響[1-2]。不定形耐火材料所使用的結(jié)合劑包括鋁酸鹽水泥、可水合氧化鋁、硅溶膠等[3]。以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑的不定形耐火材料，具有硬化速度快、脫模強度高等特點[4]，但高溫下鋁酸鹽水泥中的Ca2+容易與體系中的Al2O3、SiO2等形成鈣長石和鈣鋁黃長石等低熔點相，不利于材料的高溫服役性能?？伤涎趸X在常溫下與水反應(yīng)形成拜耳石和勃姆石凝膠[5]，在原料之間形成較強的結(jié)合力，為澆注料提供了早期強度；但這兩種水化產(chǎn)物脫水溫度范圍窄，不利于抗爆裂性能。

硅溶膠是納米級二氧化硅顆粒在水中或溶劑中形成的穩(wěn)定分散液。采用硅溶膠作為不定形耐火材料的結(jié)合劑，高溫下不會與其他氧化物反應(yīng)形成低熔相而降低材料高溫性能；且硅溶膠結(jié)合澆注料在養(yǎng)護(hù)過程中不產(chǎn)生水化產(chǎn)物，只有溶膠粒子間的鍵變化，即通過溶膠粒子間的縮合反應(yīng)(—Si—OH+HO—Si—=—Si—O—Si—+H2O)產(chǎn)生凝結(jié)，不會產(chǎn)生堵塞，透氣率較高[6-7]。因此，硅溶膠結(jié)合澆注料具有抗爆性能好、高溫強度高、體積穩(wěn)定好等優(yōu)點[8]。然而，研究表明，硅溶膠結(jié)合澆注料凝結(jié)時間較長，脫模強度較低?！?br>