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鎂鈣砂澆注料抗水化問題的研討及解決途徑

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鎂鈣砂澆注料抗水化問題的研討及解決途徑

發布日期:2020-08-11 作者: 點擊:


鎂鈣砂澆注猜中氧化鎂骨料和細粉的占比超過百分之80。在鎂砂質料存放或許鎂質澆注料制備與維護過程中,氧化鎂會與水反響生成氫氧化鎂。鎂質澆注料內水化反響生成大量氫氧化鎂導致一系列問題產生,其抗水化研討成為不容忽視的問題。1、氧化鎂水化機理
氧化鎂具有NaCl型面心立方晶體結構,鎂離子處于氧離子的八面體空位中。關于氧化鎂晶體產生活性的原因,能夠解釋為:氧化物的外表缺點可由離子空位產生。在氧化鎂結構中,O2-與Mg2+通過庫侖效果力相互連接,保持其狀態??墒菐靵鲂Ч_釋的能量大于O2-的負電子親合力,在庫侖力相互效果場遭到激烈干擾下,陽離子空位則產生。O2-是一種不穩定狀態,簡單轉換為O-,一起開釋8.9ev能量。氧化鎂結構中,相鄰近的兩O2-。各給出一個電子即轉化生成O-。O-作為自由基,其在晶格內的移動會構成孔洞,一起O-會穩定下來,在外表構成活性位點。由此推測氧化鎂晶體能夠構成上述結構缺點,賦予其反響活性,因而簡單與水或許水蒸氣產生水化反響。
2、按捺氧化鎂水化辦法
基于氧化鎂水化機理及動力學影響要素的研討,針對進步氧化鎂抗水化的辦法也多有報導。其中下降

鎂鈣砂

鎂砂大顆粒水化的辦法能夠概括為:
(1)燒結法。在鎂砂質料內加入微量燒結助劑摻雜燒結,如MgF2促進燒結致密化,或許摻入少量NiO,TiO2,Y2O3和CeO2等稀土氧化物,與MgO構成固溶體,下降晶粒成長活化能,利于MgO晶粒長大一起也改進了抗水化功能??墒菗诫s或許下降鎂砂的耐火度或抗侵蝕性。楊佳亮選用高純鎂砂質猜中加入百分之2.5的礬土得到含有方鎂石/尖晶石復相結構的抗水化鎂質澆注料骨料質料。
(2)鎂鈣砂外表改性。選用磷酸溶液,草酸溶液浸漬處理鎂鈣砂,在顆粒外表構成5-10μm厚度的抗水化保護膜。
上述保護層存在加熱分化的問題,乃至分化物對鋼液質量產生影響。尹洪峰研討團隊用MgO碳熱還原和分散氧化法在鎂鈣砂上沉積MgO涂層,跟著涂層沉積溫度升高至1600℃,時刻延長至6小時,取得大涂層厚度54μm,明顯進步了鎂鈣砂的抗水化性。
氧化鎂細粉的水化速率大于顆粒。按捺氧化鎂細粉的水化思路在于下降氧化鎂的溶解速率或許削減氫氧化鎂的生成。例如:在MgO懸浮液中添加少量CaCl2,因為同離子效應,在氧化鎂外表(MgO·H+)構成Cl-“隔離層”,阻礙了OH-與之反響生成氫氧化鎂?;蛟S選用螯合劑,其優先于OH-與Mg2+反響,并生成難溶物,在氧化鎂顆粒外表起到保護層的效果。
3、鎂質澆注猜中水化問題解決途徑
鎂質澆注猜中水化生成氫氧化鎂帶來的不利影響主要有以下四方面。其一,因為氧化鎂的密度(~3.58g/cm3)高于氫氧化鎂的密度(~2.4g/cm3),因而水化反響生成氫氧化鎂后伴跟著體積膨脹。較大的膨脹會在澆注料內產生結構應力,當澆注料在維護階段的強度較低,不足以反抗此應力時,則會產生裂紋,損壞資料結構,力學功能下降。其二,跟著溫度升高,在澆注料內部氧化鎂與水蒸氣的反響加速。其三,氧化鎂快速水化下降澆注料的流動性,導致施工時刻變短,流動衰減加速。其四,水化生成的氫氧化鎂,在澆注料升溫過程中,氫氧化鎂敏捷產生熱分化,水蒸氣壓力構成資料內部分應力產生,嚴峻時資料產生開裂,即抗爆裂功能差。因而,從削減氫氧化鎂生成構成的危害的視點,進步澆注料抗水化性的途徑包括:
(1)直接添加水化按捺劑,按捺氫氧化鎂的生成。
(2)鎂砂種類的挑選。氧化鎂在水蒸氣中的反響速率遠高于與液態水的反響。即澆注料在100-200℃升溫過程中,澆注料內鎂砂顆粒持續產生著更激烈的水化反響,且以部分化,非均勻性的形式產生,因而在資料內構成應力梯度,對資料結構損壞效果更大。澆注料領域內常用的鎂砂為電熔鎂砂、燒結鎂砂和活性鎂砂(輕燒鎂砂。電熔鎂砂的初始晶粒尺寸大,晶界少,反響活性低,因而其水化反響弱。燒結鎂砂比較于電熔鎂砂,其含有較多的雜質(CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、B2O3等)。依據Soudier的研討工作顯現,燒結鎂砂的水化率主要與雜質中CaO/SiO2有關,質猜中此比值越大,水化率添加?;钚枣V砂的活性高,水化速率快。在實踐生產中,為削減水化問題,更多地選用電熔鎂砂或許操控雜質含量的燒結鎂砂作為鎂質澆注料質料。
(3)調控澆注料的干燥制度,避免升溫過快,水分蒸發導致開裂?;蜻x用微波加熱方法干燥澆注料,使資料從內部開始加熱,大大縮短干燥周期至1小時左右;與此一起澆注料硬化過程加速。
(4)優化結合體系,進步資料結合強度。
(5)操控氫氧化鎂的顯微描摹改進澆注料的顯微結構,選用添加劑加速成核,構成小晶粒尺寸氫氧化鎂,在資料內起到填充孔洞的效果,進步澆注料強度。
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