一种采用水溶性氯化钙为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法，以纯铝酸钙水泥作为结合剂，以常用的刚玉质浇注料为基础，通过加入不同比例的水溶性添加剂CaCl2，采用合适的混料工艺制备出铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料。本发明专利技术克服了固态纳米添加剂颗粒难以在浇注料体系中分散均匀的难题，加入的水溶性前驱体以离子形式均匀的分布在浇注料骨料和细粉的表面，使得添加剂与骨料和细粉之间的接触面积和分布的均匀性大大提高。本发明专利技术制备的刚玉质浇注料经1450℃煅烧后原位生成大量高分散性CA6，由于片状CA6的厚度仅在100nm左右，在基质中形成大量均匀分布的细小缝隙或裂纹，改善了浇注料的热震稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐火材料领域，具体说是涉及一种采用水溶性氯化钙CaCl2为添加剤的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其方法。
技术介绍
刚玉质浇注料作 为ー种不定形耐火材料，具有优良的高温性能，它强度高，体积稳定性好，耐侵蚀，抗冲击，结构整体性强，施工维修方便，在冶金、建材、石油化工等行业得以广泛应用。铝酸钙水泥是刚玉质浇注料中经常使用的结合剤。铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料在使用过程中，当温度升高到一定程度吋，铝酸钙水泥水化产物脱水并与基质中的Al2O3微粉原位反应生成六铝酸钙(CA6)。由于CA6在形成过程中通常伴随比较大的体积膨胀，因而在铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料中，CA6的生成往往促使其骨料与基质之间出现大量的微小空隙和裂纹，有利缓冲热应力，避免出现大的空隙和裂纹，从而有利于提高浇注料的体积稳定性和抗热震稳定性。近年来，利用原位反应生成矿物相来改善耐火材料性能得到了广泛应用。在耐火材料的结合系统或基质中添加ー些粒度细、活性高的粉体，通过合理设计使其在使用过程中发生反应，可以有效的改善耐火材料的性能和延长使用寿命。尤其当反应物的粒度达到纳米级吋，由于纳米粉的比表面积大、化学活性高，晶界处的原子数比率高达15 50%，在耐火材料中加入一定量的纳米粉体，可以显著提高材料的烧结致密化和均匀化程度，从而減少空隙的形成，改善浇注料的性能。在不定形耐火材料中，纳米粉通常以结合剂或添加剂的形式加入到浇注料。公开号为200710054708. 5中国专利申请公开的“含纳米碳酸钙的高纯刚玉质浇注料及其制备方法”提供了一种含纳米碳酸钙的高纯刚玉质浇注料及其制备方法电熔白刚玉和/或烧结板状刚玉骨料和细粉的含量为80 90%，纳米碳酸钙的粒度彡IOOnm,加入量为0. 5 4%。公开号为200910064482. 6中国专利申请公开的“含纳米碳酸镁的刚玉一尖晶石质浇注料”提供了一种含纳米碳酸镁的刚玉ー尖晶石质浇注料及其制备方法电熔白刚玉和/或烧结板状刚玉骨料和细粉的含量为70 85%，电熔和/或烧结镁铝尖晶石细粉的含量为5 15%，纳米碳酸镁的粒度彡lOOnm，加入量为0. 5 4%。文章名“CaO含量对刚玉质浇注料性能与显微结构的影响，耐火材料，2005，39 (4):270-273”提供了一种电熔白刚玉、纯铝酸钙水泥、活性氧化铝微粉为主要原料制备的铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料，通过控制铝酸钙水泥加入量，研究CaO含量分别为0、0. 5%、1. 3%、1. 7%、2. 5%、3%、3.5%、4. 9%、5. 6%和7. 5%时对刚玉质浇注料烧结性能、抗热震性和显微结构的影响。文章名“纳米CaCO3对刚玉基浇注料强度及显微结构的影响，耐火材料，2009，43 (1):5_9”提供了ー种以电熔白刚玉颗粒及细粉、a-Al2O3微粉、水合氧化铝、纳米CaCO3或铝酸钙水泥为主要原料制备的刚玉质浇注料，研究了纳米CaCO3加入量对刚玉基浇注料矿相、強度和显微结构的影响，并与相同CaO含量的含铝酸钙水泥的浇注料进行了对比。文章名“纳米碳酸钙加入量对刚玉质浇注料性能的影响，武汉科技大学学报，2009，32 (2):188-192”提供了一种以板状刚玉骨料、Secar71纯铝酸钙水泥、氧化铬微粉、CL370氧化铝微粉、325目板状刚玉粉和纳米碳酸钙粉为主要原料，采用FSlO (—种聚こニ醇型缩聚物)作分散剂制备的刚玉质浇注料，研究纳米碳酸钙的加入量对刚玉质浇注料性能和显微结构的影响。文章名“加入纳米碳酸钙对铬刚玉浇注料力学性能的影响，耐火材料，2009，43 (5):321-324”提供了ー种以板状刚玉、氧化铝微粉、氧化铬微粉(平均粒径〈5 Pm)、铝酸钙水泥(Secar 71)、商品纳米碳酸I丐(平均粒径〈100 nm)为主要原料，FSlO为减水剂,制备了不同纳米碳酸钙加入量(0、0. 2%、0. 4%、0. 6%、. 8%、1% )的铬刚玉浇注料试样，测定了其经1000及1600°C热处理后的显气孔率、体积密度和強度，并分析了浇注料常温強度和高温強度与加入不同量纳米碳酸钙浇注料显微结构的关系。文章名“纳米碳酸钙对无水泥结合刚玉浇注料力学性能和显微结构的影响，耐火与石灰，2011，36 (3) :1-4”提供了ー种以板状刚玉、氧化招微粉、商品纳米碳酸I丐、Alphabond300为主要原料，FSlO为减水剂,制备了不同纳米碳酸钙含量的刚玉浇注料试样，測定了其经1000°C及1600°C热处理后的显气孔率、体积密度和耐压强度，并利用扫描电子显微镜观察了材料的微观结构。上述研究结果表明加入的高活性纳米粉经原位反应后生成的矿物相可以有效的 改善浇注料的使用性能，尤其是有利于改善热震稳定性。但是纳米颗粒价格昂贵且易团聚，很难在成型过程中将纳米颗粒均匀的分布在浇注料中，限制了纳米添加剂对浇注料性能的改善作用。因此，有必要在通过原位反应生成矿物相优化浇注料的显微结构、改善浇注料性能的同时，进ー步提高添加剂在浇注料中分布的均匀性以及増大添加剂与骨料和细粉间的接触面，从而通过更好的优化浇注料显微结构提高浇注料的体积稳定性和热震稳定性。以上专利公开、文献都没有涉及采用水溶性CaCl2为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，目前尚没有检索到任何关于采用水溶性CaCl2为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料方面的公知技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术中所存在的不足之处而研发的ー种采用水溶性CaCl2为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其方法。本专利技术的采用水溶性CaCl2为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料是由板状刚玉的骨料和细粉、活性氧化铝微粉、铝酸钙水泥、减水剂和CaCl2所构成的刚玉质浇注料。在制备浇注料过程中，首先将不同重量的CaCl2分别溶解到IOOml水中，搅拌至溶液澄清透明，自然冷却至室温后，在湿混过程中将其加入到混合物中；相较于固体添加剂颗粒而言，加入的水溶性CaCl2以离子形式均匀的分布在浇注料骨料和细粉的表面，当升高到一定温度时重新析出的CaCl2添加剂在浇注料中的分布非常均匀，与骨料和细粉的接触面也大为增加，使得在更高的温度下分解生成的CaO与骨料和细粉之间的接触面积和分布的均匀性也大为增加，有效地克服了纳米添加剂易团聚、在浇注料中难以分散均匀的难题。而且，高温原位分解生成的CaO进ー步与氧化铝细粉反应原位生成的CA6颗粒尺寸很小，热膨胀量相应比较小，生成的小尺寸CA6能够均匀的填充在基质与大颗粒之间的孔隙中，形成微小空隙和裂纹，有效的缓冲了热应力，避免了大的空隙和裂纹，改善了浇注料的体积稳定性和热震稳定性。该制备方法操作简单，并且相较于纳米添加剂而言，CaCl2添加剂的价格更为低廉，利于エ业化生产。本专利技术的技术方案可通过以下技术措施来实现 本专利技术的采用水溶性CaCl2为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料包括下述重量百分比的原料，其中板状刚玉的 骨料和细粉85、5%、活性氧化铝微粉2 10%、铝酸钙水泥f 8%、减水剂0. ro. 5%，以及上述各原料重量之和的0. r4%的CaCl2。 本专利技术中所述的板状刚玉骨料粒度规格分别为6 3mm、3 lmm和fOmm ;所述的板状刚玉细粉粒度规格为320目；且所述板状刚玉骨本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用水溶性氯化钙为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，其特征在于：所述浇注料包括下述重量百分比的原料，其中：板状刚玉的骨料和细粉85~95%、活性氧化铝微粉2~10%、铝酸钙水泥1~8%、减水剂0.1~0.5%，以及上述各原料重量之和的0.1~4%的CaCl2。
【技术特征摘要】
1.一种采用水溶性氯化钙为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，其特征在于所述浇注料包括下述重量百分比的原料，其中板状刚玉的骨料和细粉85、5%、活性氧化铝微粉2 io%、铝酸钙水泥广8%、减水剂0. ro. 5%，以及上述各原料重量之和的0. r4%的CaCl2。2.根据权利要求I所述的采用水溶性氯化钙为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，其特征在于所述的板状刚玉骨料粒度规格分别为6 3mm、3 lmm和fOmm ;所述的板状刚玉细粉粒度规格为320目；且所述板状刚玉骨料的用量为浇注料总重量的65 72%。3.根据权利要求I所述的采用水溶性氯化钙为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，其特征在于所述的活性氧化铝微粉的粒度为f lOym。4.根据权利要求I所述的采用水溶性氯化钙为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，其特征在干所述的铝酸钙水泥为纯铝酸钙水泥，Al2O3的质量百分含量为69. 5 70. 5%。5.根据权利要求I所述的采用水溶性氯化钙为添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱玲玲，叶国田，王青峰，周颖，陈留刚，翟鹏涛，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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