مقدمة عن منتج قابل للصهر منخفض الأسمنت

تتم مقارنة المسبوكات المقاومة للحرارة المنخفضة للأسمنت مع المسبوكات المقاومة للحرارة للأسمنت بالألومينات التقليدية. تكون كمية إضافة الأسمنت في صب الأسمنت الحراري التقليدي من الألومينات عادةً 12-20%، وكمية إضافة الماء بشكل عام 9-13%. نظرًا للكمية الكبيرة من الماء المضاف، فإن جسم الزهر به العديد من المسام، وليس كثيفًا، وذو قوة منخفضة؛ نظرًا للكمية الكبيرة من الأسمنت المضاف، على الرغم من أنه يمكن الحصول على قوة أعلى عند درجات الحرارة العادية والمنخفضة، إلا أن القوة تنخفض بسبب التحول البلوري لألومينات الكالسيوم عند درجات حرارة متوسطة. ومن الواضح أن CaO المدخل يتفاعل مع SiO2 وAl2O3 في المادة القابلة للصب لتوليد بعض المواد ذات نقطة الانصهار المنخفضة، مما يؤدي إلى تدهور خصائص المادة عند ارتفاع درجة الحرارة.

عند استخدام تكنولوجيا المسحوق متناهية الصغر، والمضافات عالية الكفاءة والتدرج العلمي للجسيمات، يتم تقليل محتوى الأسمنت في المادة القابلة للصب إلى أقل من 8% ويتم تقليل محتوى الماء إلى ≥7%، ويمكن أن تكون سلسلة من المواد المقاومة للحرارة منخفضة الأسمنت قابلة للصب. يتم إعداده وإدخاله في محتوى CaO بنسبة .52.5%، وتتجاوز مؤشرات أدائه بشكل عام تلك الخاصة بالمصبوبات المقاومة للحرارة للأسمنت الألوميني. يتميز هذا النوع من المواد المقاومة للحرارة بأنها متغيرة الانسيابية بشكل جيد، أي أن المادة المختلطة لها شكل معين وتبدأ في التدفق بقوة خارجية قليلة. عند إزالة القوة الخارجية، فإنه يحافظ على الشكل الذي تم الحصول عليه. لذلك، يطلق عليه أيضًا اسم الصب الحراري المتغير الانسيابية. تُسمى أيضًا المواد المقاومة للحرارة ذاتية التدفق بأنها قابلة للصهر. ينتمي إلى هذه الفئة. لم يتم تحديد المعنى الدقيق للمسبوكات المقاومة للحرارة من سلسلة الأسمنت المنخفض حتى الآن. تحدد الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد (ASTM) وتصنف المواد المقاومة للحرارة بناءً على محتواها من CaO.

القوة الكثيفة والعالية هي السمات البارزة للسبائك المقاومة للحرارة من سلسلة الأسمنت المنخفض. يعد هذا أمرًا جيدًا لتحسين عمر الخدمة وأداء المنتج، ولكنه يسبب أيضًا مشاكل في الخبز قبل الاستخدام، أي أنه يمكن أن يحدث السكب بسهولة إذا لم تكن حذرًا أثناء الخبز. إن ظاهرة انفجار الجسم قد تتطلب إعادة صبها على الأقل، أو قد تعرض السلامة الشخصية للعمال المحيطين للخطر في الحالات الشديدة. لذلك، قامت العديد من الدول أيضًا بإجراء دراسات مختلفة حول خبز المسبوكات المقاومة للحرارة ذات سلسلة الأسمنت المنخفض. التدابير التقنية الرئيسية هي: من خلال صياغة منحنيات الفرن المعقولة وإدخال عوامل ممتازة مضادة للانفجار، وما إلى ذلك، يمكن أن يؤدي ذلك إلى إزالة المياه المصبوبة المقاومة للحرارة بسلاسة دون التسبب في آثار جانبية أخرى.

تعد تقنية المسحوق متناهية الصغر هي التقنية الرئيسية للمصبوبات المقاومة للحرارة من سلسلة الأسمنت المنخفض (حاليًا معظم المساحيق متناهية الصغر المستخدمة في السيراميك والمواد المقاومة للحرارة تتراوح في الواقع بين 0.1 و10 متر، وهي تعمل بشكل أساسي كمسرعات تشتت ومكثفات هيكلية. .الأولى تصنع جزيئات الأسمنت متناثرة بشكل كبير دون التلبد، في حين أن هذا الأخير يجعل المسام الصغيرة في جسم الصب ممتلئة بالكامل ويحسن القوة.

تشمل الأنواع الشائعة الاستخدام حاليًا من المساحيق متناهية الصغر SiO2، α-Al2O3، Cr2O3، إلخ. تبلغ مساحة السطح المحددة للمسحوق الدقيق SiO2 حوالي 20 م 2 / جم، وحجم جسيماته حوالي 1/100 من حجم جسيمات الأسمنت، لذلك فهو جيد خصائص التعبئة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يشكل المسحوق الدقيق SiO2 وAl2O3 وCr2O3 وما إلى ذلك جزيئات غروانية في الماء. عند وجود المشتت، يتم تشكيل طبقة كهربائية مزدوجة متداخلة على سطح الجسيمات لتوليد التنافر الكهروستاتيكي، الذي يتغلب على قوة فان دير فالس بين الجسيمات ويقلل من طاقة السطح البيني. يمنع الامتزاز والتلبد بين الجزيئات. وفي الوقت نفسه، يتم امتصاص المشتت حول الجزيئات لتكوين طبقة مذيبة، مما يزيد أيضًا من سيولة المادة القابلة للصب. يعد هذا أيضًا إحدى آليات المسحوق متناهية الصغر، أي أن إضافة المسحوق متناهية الصغر والمشتتات المناسبة يمكن أن تقلل من استهلاك المياه للمصبوبات المقاومة للحرارة وتحسين السيولة.

إن إعداد وتصلب المواد المقاومة للحرارة منخفضة الأسمنت هو نتيجة للعمل المشترك للترابط المائي وترابط التماسك. إن ترطيب وتصلب أسمنت ألومينات الكالسيوم هو بشكل أساسي ترطيب المرحلتين الهيدروليكيتين CA وCA2 وعملية النمو البلوري لهيدراتهما، أي أنها تتفاعل مع الماء لتكوين رقائق سداسية أو على شكل إبرة CAH10 وC2AH8 ومنتجات الترطيب مثل كما تشكل بلورات C3AH6 المكعبة والمواد الهلامية Al2O3аq بنية شبكة مترابطة للتكثيف والبلورة أثناء عمليات المعالجة والتسخين. يرجع التكتل والترابط إلى مسحوق SiO2 متناهية الصغر النشط الذي يشكل جزيئات غروانية عندما يلتقي بالماء، ويلتقي بالأيونات المنفصلة ببطء عن المادة المضافة المضافة (أي مادة الإلكتروليت). نظرًا لأن الشحنات السطحية للاثنين متضادة، أي أن السطح الغرواني قد امتزاز أيونات مضادة، مما تسبب في انخفاض الجهد المحتمل والتكثيف عندما يصل الامتزاز إلى "نقطة التساوي الكهربي". بمعنى آخر، عندما يكون التنافر الكهروستاتيكي على سطح الجسيمات الغروية أقل من جاذبيتها، يحدث الترابط المتماسك بمساعدة قوة فان دير فالس. بعد تكثيف المادة المقاومة للحرارة الممزوجة بمسحوق السيليكا، يتم تجفيف مجموعات Si-OH المتكونة على سطح SiO2 وتجفيفها لسدها، وتشكيل بنية شبكة سيلوكسان (Si-O-Si)، وبالتالي تصلب. في بنية شبكة السيلوكسان، لا تتناقص الروابط بين السيليكون والأكسجين مع زيادة درجة الحرارة، وبالتالي تستمر القوة أيضًا في الزيادة. في نفس الوقت، عند درجات الحرارة المرتفعة، سوف يتفاعل هيكل شبكة SiO2 مع Al2O3 المغلف به لتشكيل الموليت، والذي يمكن أن يحسن القوة عند درجات الحرارة المتوسطة والعالية.