耐火可塑料是由粒状和粉状物料与可塑粘土等结合剂和增塑剂配合后,再加入少量水分,经充分混炼所组成的一种呈硬泥膏状并在较长时间内保持较高可塑性的不定型耐火材料。
耐火可塑料的主要组分是粒状和粉状料,占总量的70%~85%。它可由各种材质的耐火原料制成,并常依材质对其进行分类与命名。由于这种不定型耐火材料主要用于不直接与熔融物接触的各种加热炉中,一般多采用粘土熟料和高铝质熟料,制备轻质可塑料通常采用轻质粒状料。
可塑性粘土是可塑料的重要组分,它只占吋塑料总重的10%~25%,但对可塑料和其硬化体的结合强度、可塑料的可塑性、可槊料和其硬化体的体积稳定性和耐火性都有很大的影响。在一定意义上,可认为粘土的性质和数量控制着可塑料的性质。
耐火可塑料的工作性质一般要求可塑料应具有较高的可塑性,而且经长时间储存后,仍具有一定的可塑性。耐火材料的可塑性与粘土特性、粘土用量以及水分的数量有关,其主要取决于水分的数量,它随水量的增多而提高。伹水量过高会带来不利的影响,一般以5%~10%为宜。
为了尽量控制可塑料中的粘土用量和减少用水量,可外加增塑剂,其增塑作用主要有:使粘土颗粒的吸湿性提高;使粘土微粒分散并被水膜包衷;使粘土中腐殖物分散并使粘土颗粒溶胶化;使粘土-水系统中的粘土微粒间的静电斥力增高;稳定溶胶;将阻碍溶胶化的离子作为不溶性的盐排除于系统之外等。可作为增塑剂的材料很多,如纸浆废液、环烷酸、木素磺酸盐、木素磷酸盐、木紊铬酸盐以及其他无机和有机的胶体保护剂等。欲使可塑料的可塑性在其保存期内无显著降低,不能采用水硬性结合剂。可塑料的硬化与强度为了改进以软质粘土做结合剂的可塑料在施工后硬化缓慢和常温强度很低等缺点,往往另外加入适量的气硬性和热硬性结合剂,如硅酸钠、磷酸和磷酸盐和氯化盐等无机盐及其聚合物。
可塑料中无化学结合剂者称为普通可塑料。此种可塑料在未烧结前强度很低,但随温度升高,水分逸出,强度提高。经高温烧结后,冷态强度增大。似高温下热态强度随温度上升而降低。普通可塑料在不同温度下的耐压强度如图所示。
加有硅酸钠的可塑料在施工后的强度随温度升高而增长较快,在施工后可较快地拆模。但是,在干燥过程中,这种结合剂可能向构筑物或制品的表面迁移,阻止水分的顺利排除,引起表皮产生应力和变形。另外,施工后的可塑料碎屑也不宜再用,含有此种结合剂的可塑料宜用于建造工期较长的大型窑炉和用于炉顶等处。
磷酸铝是可塑料中使用最广泛的一种热硬性结合剂,施工后经干燥和烘烤可获得很高的强度。
耐火可塑料分类按耐火骨料分为粘土质、高铝质、莫来石质、刚玉质、炭化硅质。按硬结性质分气硬性和热硬性耐火可塑料。主要用在加热炉、裂解炉、转化炉、石化工业锅炉等工业炉温度频繁变化的部位及工业炉停炉紧急修补。
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