磷酸結(jié)合澆注料使用前應(yīng)困料,否則,高鋁骨粉料中的鐵等金屬雜質(zhì)與磷酸反應(yīng)釋放出氫氣而導(dǎo)致材料鼓脹;另一方面,磷酸與材料中的堿性氧化物反應(yīng)產(chǎn)生部分不溶物,導(dǎo)致長時(shí)間存放后材料結(jié)塊,影響施工性能乃至失效。所以,材料中需加入保存劑以緩解上述反應(yīng)。本研究選用3種常用保存劑做試驗(yàn)。分別是:A草酸(H2C2O4·2H2O),B一水檸檬酸(C6H8O7·H2O),C酒石酸(C4H606)。所用保存劑的純度都≥99.5%。
試驗(yàn)所用原料:高鋁礬土骨料:A1203含量62.65%,F(xiàn)e2O3含量2.67%;高鋁礬土細(xì)粉:A1203含量71.09%,F(xiàn)e2O3含量2.70%。結(jié)合劑為工業(yè)磷酸:40%濃度(用85%濃度工業(yè)磷酸加水調(diào)整)。高鋁水泥CA-50作為促凝劑。試驗(yàn)配方見表1。
表1 試驗(yàn)配方(w)/%
編號(hào) |
高鋁礬土 |
磷酸 |
促凝集 |
保存劑 |
||
15~0mm |
細(xì)粉 |
第一遍 |
第二遍 |
|||
0 |
70 |
30 |
13.3 |
4.9 |
2.5 |
0 |
A-1 |
70 |
30 |
13.3 |
2.6 |
2.5 |
0.3A |
A-2 |
70 |
30 |
13.3 |
2.3 |
2.5 |
0.7A |
A-3 |
70 |
30 |
13.3 |
2.3 |
2.5 |
1.5A |
B-1 |
70 |
30 |
13.3 |
4.6 |
2.5 |
0.3B |
B-2 |
70 |
30 |
13.3 |
4.2 |
2.5 |
0.7B |
B-3 |
70 |
30 |
13.3 |
2.5 |
2.5 |
1.5B |
C-1 |
70 |
30 |
13.3 |
4.0 |
2.5 |
0.3C |
C-2 |
70 |
30 |
13.3 |
3.5 |
2.5 |
0.7C |
C-3 |
70 |
30 |
13.3 |
3.5 |
2.5 |
1.5C |
先將各個(gè)編號(hào)的材料干混均勻,然后加入同等質(zhì)量的40%濃度的磷酸,濕混均勻,裝袋密封,置于室內(nèi)陰涼干燥處存放。困料14天后使用。采用40 mm×40 mm×160 mm三聯(lián)裝試模振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)成型。出模后的試樣置于陰涼處自然干燥,然后在110℃干燥箱中保持24 h。干燥后試樣在試驗(yàn)電爐中經(jīng)1 000℃ 3 h熱處理。
澆注料流動(dòng)性對(duì)比結(jié)果:不加保存劑、分別加0.3%草酸、檸檬酸、酒石酸的高鋁質(zhì)磷酸澆注料的初凝時(shí)間分別為2、2.2、6.5、5 h。不加保存劑的試樣水分失去大、流動(dòng)性差,加草酸與不加保存劑的混合料凝結(jié)時(shí)間接近,加檸檬酸與酒石酸的混合料凝結(jié)時(shí)間較長。檸檬酸及酒石酸既發(fā)揮了對(duì)磷酸澆注料的保濕性能,又與作為磷酸澆注料促凝劑的高鋁水泥作用產(chǎn)生了緩凝作用。較長的初凝時(shí)間不利于施工,且易引起物料的顆粒偏析。
110 ℃ 24 h烘干后,加入草酸的磷酸澆注料的耐壓強(qiáng)度隨著加入量的增加而增加,加入檸檬酸、酒石酸的磷酸澆注料烘后耐壓強(qiáng)度隨著加入量增加先降低后增加。樣1 000℃燒后,加入草酸的磷酸澆注料隨加入量的增加,燒后耐壓強(qiáng)度微變。患尤霗幟仕岬牧姿釢沧⒘想S加入量的增加,燒后耐壓強(qiáng)度微增加;加入酒石酸的磷酸澆注料隨加入量的增加,燒后耐壓強(qiáng)度先降低后微增加。
各試樣120℃ 2 h烘后保存50天,對(duì)比其水分含量變化情況。對(duì)比來看,A、B、C都有一定的促進(jìn)高鋁質(zhì)磷酸澆注料保存作用,且隨著保存劑用量的增加,保存效果更為明顯。其中,草酸的保濕效果較好。
綜上所述,磷酸結(jié)合高鋁質(zhì)澆注料加入草酸具有保濕性好、施工性能優(yōu)、凝固時(shí)間適宜的特點(diǎn),對(duì)最終材料質(zhì)量影響較小,適宜加入量0.3%左右。實(shí)際生產(chǎn)過程中,草酸加入量應(yīng)根據(jù)原料的變化情況隨時(shí)調(diào)整。
(摘編自《山東冶金》2023年,№4,作者石雪峰等)