含有反应性偏高岭土水泥附加剂的耐火体系制造技术

本发明专利技术涉及降低含铝酸钙水泥的耐火混合料中的铝酸钙水泥含量的水泥附加剂，所述水泥附加剂由约８０重量％的平均颗粒尺寸约是３．０微米的粉状无定形偏高岭土和约２０重量％的平均颗粒尺寸小于４５微米的二氧化硅微粒组成。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耐火浇注料，更确切地说，涉及一种包含反应性偏高岭土水泥附加剂的耐火浇注体系，其中反应性偏高岭土水泥附加剂用于改善该体系的性能和用于降低该体系的铝酸钙含量。
技术介绍
高级的耐火浇注料被设计成具有可操作性，以满足范围很宽的环境和温度条件。除操作性能外，所控制的性能例如硬化时间、硬化动力学和流变性也是重要的。在这方面，更高级的耐火浇注料使用水泥附加剂以便改善或控制这些性能。在水化期间，水泥附加剂基本上与水硬性胶结料体系例如铝酸钙水泥相互配合，因此影响耐火浇注料的性能例如可加工性、硬化时间和早期强度。如同所有的水硬性胶结料一样，铝酸钙水泥的化学和矿物组成通常决定该体系的流变性、反应性和耐火度。然而，这并不意味着耐火材料的硬化时间和流动性在给定的水灰比下仅取决于所使用的水泥。除水泥之外的组分例如水泥附加剂主要影响耐火体系的硬化时间和流动性。对于耐火组合物，所使用的大多数水泥附加剂通常被称作“促凝剂”、“缓凝剂”和“增塑剂”(减水剂)。促凝剂通常加速或加快耐火材料的硬化时间，而缓凝剂通常降低耐火材料的硬化时间。增塑剂被用于减少耐火材料中使用的水量，并且主要影响耐火材料的流动性。缓凝剂和促凝剂的组合是可能的，并且在大多数情况下被推荐使用。在这方面，这二种效应必然是相互抵消的，但是这二种效应在不同的水化阶段影响耐火材料以获得足以允许形成这种材料的加工时间，随后该材料快速硬化。水泥附加剂不仅与铝酸钙水泥相互配合，而且与耐火材料中存在的细反应性材料甚至与集料相互配合。因此，加工时间、硬化时间和硬化可以通过缓凝剂/促凝剂混合物来控制以提供一种更令用户满意的水化动力学的控制。通常不被认为是“水泥附加剂”的细的反应性填料例如反应性氧化铝或硅灰也影响耐火材料的流变性、硬化时间，甚至物理性能。在这方面，一些反应性填料由于它们与水泥和水泥附加剂的相互配合显示出与传统水泥附加剂的作用非常类似的作用。本专利技术提供一种包括被用于代替部分铝酸钙水泥的基于反应性偏高岭土的水泥附加剂或填料的耐火体系，其中基于偏高岭土的填料提高耐火体系的浇注性能，以及与耐火体系的流变性、硬化时间和硬化动力学相关的性能。专利技术概述根据本专利技术，这里提供一种用于降低含铝酸钙水泥的耐火浇注料中的铝酸钙水泥含量的水泥附加剂。该水泥附加剂包括平均颗粒尺寸小于约3.0微米的粉状、无定形偏高岭土和约20重量％的平均颗粒尺寸小于45微米的二氧化硅微粒。根据本专利技术的另一方面，这里提供一种用于降低含铝酸钙水泥的耐火浇注料的铝酸钙水泥含量的水泥附加剂。该水泥附加剂包括平均颗粒尺寸约3.0微米的粉状无定形偏高岭土、平均颗粒尺寸小于45微米的无机细填料材料、水溶性有机分散剂和改善硬化的掺加剂。根据本专利技术的另一方面，这里提供一种在耐火浇注料使用的水泥附加剂，该水泥附加剂包括约75至约83重量％的平均颗粒尺寸小于约45微米的粉状、无定形偏高岭土和约17至约25重量％的平均颗粒尺寸小于约45微米的无机细填料材料。根据本专利技术的另一方面，这里提供一种用于耐火浇注料的水泥混合物，该水泥混合物包括约50至75重量％的铝酸钙水泥、约20至40重量％的无定形偏高岭土和约5至10重量％的二氧化硅微粒。根据本专利技术的又一方面，这里提供一种用于耐火浇注料的水泥混合物，其包括铝酸钙水泥和含量约是所述铝酸钙水泥的约40至约60重量％的偏高岭土基水泥附加剂。偏高岭土基水泥附加剂包括约70至约85重量％的无定形偏高岭土粉末和约17至约25重量％的选自二氧化硅微粒、反应性氧化铝和粉煤灰的细填料。根据本专利技术的另一方面，这里提供一种与耐火浇注料一起使用的水泥混合物，其包括氧化铝含量是约45至约80重量％的纯铝酸钙水泥和水泥附加剂，该水泥附加剂由约70至约85重量％的粉状无定形偏高岭土和约15至30重量％的二氧化硅微粒组成，其中约99％的粉状偏高岭土的颗粒尺寸约是45微米或更小，约99重量％的二氧化硅微粒的颗粒尺寸约是45微米或更小。该水泥附加剂的含量是所述铝酸钙水泥的约40至60重量％。根据本专利技术的又一方面，这里提供一种耐火浇注混合料，其由耐火集料和颗粒、约10至30重量％的高氧化铝含量的铝酸钙水泥、由约4重量份和约1重量份二氧化硅微粒组成的含量是铝酸钙水泥的约50重量％的反应性水泥附加剂、分散剂和改善硬化的二元掺加剂组成。根据本专利技术的另一方面，这里提供一种耐火浇注混合料，其包括约60至80重量％的耐火集料或颗粒、约10至30重量％的铝酸钙水泥、约4至18重量％的粉状无定形偏高岭土和约1至5重量％的选自二氧化硅微粒、反应性氧化铝和粉煤灰的细填料，其中约99％的偏高岭土的颗粒尺寸小于约45微米，约99％的填料的颗粒尺寸小于约45微米。本专利技术的目的是提供一种用于含铝酸钙水泥的耐火体系的反应性水泥附加剂。本专利技术的另一目的是提供上述水泥附加剂，改善耐火体系的流变性、加工时间、硬化时间、早期强度和其它性能。本专利技术的又一目的是提供上述水泥附加剂，其提高耐火体系的后热处理的物理性能。本专利技术的又一目的是提供一种上述水泥附加剂，其用于代替部分耐火体系中存在的铝酸钙水泥。本专利技术的另一目的是提供一种上述水泥附加剂，其主要由高反应性、无定形偏高岭土组成。本专利技术的又一目的是提供一种上述水泥附加剂，其代替铝酸钙水泥加入来降低耐火体系的水泥含量和水含量。本专利技术的又一目的是提供一种用于耐火浇注料的水泥混合物，其部分由高反应性的无定形偏高岭土形成。本专利技术的另一目的是提供一种包括耐火集料、铝酸钙水泥和主要由无定形偏高岭土组成的水泥附加剂的耐火体系。通过下面优选实施方案的描述本专利技术这些目的和其它目的将变得更清楚。优选实施方案的描述本专利技术涉及一种有利地与含铝酸钙水泥的耐火浇注料一起应用的反应性混合物。本专利技术试图将反应性混合物作为1)一种水泥附加剂，加入耐火浇注料中以代替部分铝酸钙水泥，2)铝酸钙水泥混合物中的组分，以及3)耐火浇注料体系中的组分。根据本专利技术，高反应性偏高岭土和二氧化硅微粒的混合物可以作为耐火“填料”、作为铝酸钙水泥的组分或者作为含铝酸钙水泥的耐火浇注料中的组分使用。本专利技术特别地涉及无定形偏高岭土的用途，正如在1997年2月14日申请的受让人的待审申请(序列号08/800,620)中公开的一样，该申请的公开内容在此引用以供参考。序列号为08/800,620的申请公开了一种通过控制高岭土的加工来制备的特定的无定形偏高岭土材料。在上述申请中描述的方法制备一种高反应性偏高岭土，其无定形区具有非常高的内孔隙率和表面积。该偏高岭土的无定形区具有更大的表面积，该表面积用于与水泥水化和水解的有害碱性产物反应。通过序列号为08/800,620的申请中描述的方法制备的偏高岭土具有可以通过常规X-射线衍射技术识别的无定形区。偏高岭土的无定形区产生可识别的X-射线图谱，该图谱表示集中在2θ等于约22°、37°和46°处的无定形峰值。在2θ等于12°和24.5°处不存在主要的高岭土峰，这表明主要是羟基损失。X-射线图谱表明，在21°和26.5°处的最大值表示结晶的二氧化硅(SiO2)。在2θ等于25°的最大值表示存在锐钛矿。正如众所周知的一样，宽的峰值是无定形材料缺少长程有序的结果。获得的偏高岭土结构也可以通过表示在3695厘米-1、3620厘米-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
降低含铝酸钙水泥的耐火混合料中的铝酸钙水泥含量的水泥附加剂，所述水泥附加剂包括平均颗粒尺寸约是３．０微米的粉状无定形偏高岭土和约２０重量％的颗粒尺寸小于４５微米的二氧化硅微粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯F韦扎，
申请(专利权)人：北美耐火材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]