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外加劑是用來改善耐火澆注料的結(jié)構(gòu)和使用性能的，一般在耐火澆注料生產(chǎn)的時候摻加或者在施工的時候來摻加使用。外加劑是在施工過程中不可缺少的一種添加劑，它的種類較多，各有各的用處，比如有可以讓澆注料加速凝結(jié)的外加劑，又叫粗凝結(jié)，也可以讓澆注料在施工過程中凝結(jié)慢一些的，這種叫做緩凝劑。所以耐火澆注料添加劑在耐火澆注料使用性能上作用突出。
那么、耐火澆注料常用的添加劑和結(jié)合劑都有哪些?讓我們一起來了解下!
添加劑也被稱為外加劑，在耐火材料中一般起到調(diào)節(jié)物相組成、顯微結(jié)構(gòu)和改善性能的作用。釆用不同的分類方法的添加劑可以被分為幾種：
按照化學組成來分，可以分為有機添加劑和無機添加劑。
(1)無機添加劑中含有的種類是無機鹽、礦物、無機電解質(zhì)、氧化物和氫氧化物。
(2)有機添加劑一般為表面活性劑。表面活性劑也就是減水劑包括離子型(陰離子型、陽離子型)、高分子減水劑和有機酸減水劑。
根據(jù)外加劑的功能和功效，可以將其分類為下面幾種。
(1)用于改善澆注料漿料的作業(yè)能力的外加劑。一般包括絮凝劑、反絮凝劑、塑化劑和減水劑(分散劑)。
(2)可以改變凝結(jié)、硬化速度的添加劑。一般包含促凝劑和緩凝劑，而促凝劑又包含快速和遲效兩種。
(3)可以改變內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的添加劑。例如引氣劑、消泡劑等等。
(4)可以改善施工性能的添加劑。常見的有保水劑、防沉劑和保存劑等等。
1、減水劑
水泥水化產(chǎn)物所帶的電荷不同以及細粉之間的范德華力等等許多原因都可能導致澆注料中的小粒子出現(xiàn)絮凝裝結(jié)構(gòu)，也就是細顆粒將游離水包裹起來，而導致澆注料對水的需求量增加。通常而言，粒徑越小，可以包裹的水量越大，也越容易發(fā)生絮凝，導致漿料的需水量增加。減水劑的主要作用就是通過電保護(靜電斥力)作用和空間保護(水化膜)作用破壞澆注料中的絮凝結(jié)構(gòu)，這樣結(jié)構(gòu)中所包裹的游離水就能夠得到釋放，從而顯著減少澆注料的對水的需求量。
而在澆注料的施工過程中，初期需要加入分散劑達到減水作用，但是在減少用水量的同時，又不能影響其通過凝聚和硬化來獲得初期強度。因此對于減水劑的種類和用量必須結(jié)合實際情況來進行。李姿等人探究了不同種類和加入量的分散劑對剛玉澆注料性能的影響，最終探究出了不同種類的添加劑具有不同的最佳添加量
2、促凝劑和緩凝劑
促凝劑的作用是加速澆注料的凝結(jié)和硬化，減少凝結(jié)、硬化所需的時間。如果在加入后加速效果并沒有立刻體現(xiàn)出來，而是需要過一段時間后才有促凝的效果，則稱為遲效促凝劑。緩凝劑的功效是使?jié)沧⒘夏Y(jié)、硬化的過程變長。促凝劑和緩凝劑都屬于調(diào)凝劑，但它們是不同的類型。調(diào)凝劑在澆注料中，一般都是作用于結(jié)合劑的，因此不同種類和結(jié)合方式的結(jié)合劑需要對應(yīng)于不同的調(diào)凝劑來達到最好的使用效果。
水泥結(jié)合是剛玉澆注料最常見的結(jié)合方式，所以應(yīng)用于水化結(jié)合的調(diào)凝劑也很多。常見的促凝劑包括鋰鹽、Ca(OH)2、Na2CO3、K2CO3、Na2SiO3等等。常見的緩凝劑包括檸檬酸及檸檬酸鹽、磷酸及磷酸鹽、醋酸、羧基羧酸鹽、Mg(OH)2、Ba(OH)2、NaSO4、NaCl、淀粉、糖、海水等等。
添加劑對澆注料的促凝和緩凝作用非常復雜，還有很多地方?jīng)]有研究透徹，與添加劑的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，和水泥的組成、水化條件等多種因素有關(guān)，在應(yīng)用中只有根據(jù)實際情況合理的選擇才能夠獲得較好的施工條件。
3、礦化劑
在澆注料中，常常采用加入很少量的添加劑能來達到燒結(jié)和改善制品某些性能的目的。礦化劑常常用于控制物質(zhì)的形成或反應(yīng)。TiO2是合成鎂鋁尖晶石時常用的礦化劑。以往的研究結(jié)果顯示，對于鋁鎂質(zhì)澆注料而言，添加TiO2有利于燒結(jié)以及CA6的生成。也有將其加入剛玉澆注料中的研究報道。例如，加入在鋁酸鈣水泥結(jié)合的剛玉澆注料中，MgCl2可以促進CA6的形成，且MgCl2分解產(chǎn)生的空隙為CA6的生長提供了充足的空間減少其生產(chǎn)過程中的膨脹，使其晶粒更大，且體積穩(wěn)定性更強。吳然等人在剛玉澆注料中加入CaCO3，發(fā)現(xiàn)燒后試樣中CA6的生成量較多，且晶粒較大，但其燒結(jié)過程中產(chǎn)生的膨脹導致澆注料顯氣孔率提高，強度變小。加入0.5wt%的MgCO3可以使得剛玉澆注料中的β-Al2O3相更加穩(wěn)定，且能促進其形成板狀結(jié)構(gòu)，使得澆注料具有更好的高溫強度。
水化結(jié)合、化學結(jié)合、凝聚結(jié)合、黏著結(jié)合和高溫液相結(jié)合都是剛玉基澆注料中常見的結(jié)合類型，每一種結(jié)合類型都對應(yīng)著一種結(jié)合機理。
水化結(jié)合是一種常見的結(jié)合類型。在有水的存在時，結(jié)合劑中的水化相在常溫下可以與水發(fā)生放熱反應(yīng)，生成不同的水化產(chǎn)物的同時凝結(jié)、硬化獲得強度。
常見的此類結(jié)合劑包括ρ-Al2O3、鋁酸鹽水泥等等。
磷酸鹽、水玻璃等等結(jié)合劑是通過與被結(jié)合物料或者外加劑(如促凝劑)之間的化學反應(yīng)生成具有結(jié)合作用的物相而形成結(jié)合的。這一類結(jié)合劑為化學結(jié)合的結(jié)合劑。磷酸結(jié)合剛玉澆注料具備高強度、高耐磨性、高荷重軟化溫度和優(yōu)異的抗渣侵蝕性的長處，普遍運用于熱風爐中。在固體磷酸鋁結(jié)合剛玉澆注料中加入MgO作為硬化劑，可以縮短其硬化時間，起到優(yōu)化施工性能的作用。
加入凝聚劑或調(diào)解pH值使固體小顆粒-水體系的懸浮液中的顆粒發(fā)生凝聚而產(chǎn)生結(jié)合稱為凝聚結(jié)合。最常見的凝聚結(jié)合是硅溶膠結(jié)合劑，除此之外其它的各種膠體結(jié)合劑和懸浮類結(jié)合劑也都屬于這種結(jié)合方式。1100℃鍛燒后，采用硅溶膠作為結(jié)合劑的剛玉澆注料強度要由于鋁酸鈣水泥結(jié)合的剛玉澆注料，且其可以抵抗溫度的急變、鋼水和熔渣的侵蝕和較高的中溫強度。曾偉等人在硅溶膠結(jié)合剛玉澆注料中加入有機酸，發(fā)現(xiàn)可以提高分散的穩(wěn)定性，同時也優(yōu)化了澆注料的物理性能。硅溶膠中的納米SiO2顆粒填充于顆粒之間，減小了空隙尺寸，且在高溫下出現(xiàn)液相，使得裂紋尖端應(yīng)力得到釋放，試樣承受應(yīng)力和溫度急變的能力得到了明顯的優(yōu)化。
黏著結(jié)合是在低溫下，通過物理或化學作用將固體連接在一起所形成的結(jié)合。包括物理吸附(范德華力)、化學吸附，通過結(jié)合劑的滲透、擴散在顆粒表面形成的膜相互連產(chǎn)生的結(jié)合，以及結(jié)合劑與顆粒界面的雙電層在靜電作用下相互吸引而產(chǎn)生的結(jié)合。
高溫液相結(jié)合常常也被稱為陶瓷結(jié)合。常見的有硼酐或硼酸作為剛玉耐火材料的結(jié)合劑。在低溫下，B2O3生成液相，黏合剛玉料，在高溫下生成高熔點的9Al2O3·2B2O3，從而產(chǎn)生結(jié)合作用。常見的陶瓷結(jié)合還有Sialon結(jié)合，采用這種結(jié)合方式制備出的剛玉磚在抗堿金屬侵蝕性、強度、抗熱震性能和抗氧化能力方面都具有很大的優(yōu)勢，普遍的使用在高爐爐襯中。在制備過程中，加入少量助燒劑可以使得Sialon結(jié)合澆注料具有適當?shù)木€變化量，可以應(yīng)用于透氣磚中。
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