[发明专利]一种高性能水泥结合浇注料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能水泥结合浇注料及其制备方法。其技术方案是：以8～16wt％的粒径≥5mm且＜8mm的刚玉、10～25wt％的粒径≥3mm且＜5mm的刚玉、15～25wt％的粒径≥1mm且＜3mm的刚玉、15～30wt％的粒径≥0.08mm且＜1mm的刚玉、5～15wt％的粒径＜160μm的刚玉、5～15wt％的尖晶石微粉、2～10wt％的α‑Al₂O₃微粉、2～10wt％的ρ‑Al₂O₃微粉、0.1～5wt％的纳米氧化铝粉和0.1～5wt％的铝酸盐为原料，混合，加入原料0.1～0.4wt％的减水剂和4～8wt％的水，混合，成型，养护；在1000～1600℃条件下热处理2～8小时，制得高性能水泥结合浇注料。本发明工艺简单，所制备的高性能水泥结合浇注料冷态强度高、高温力学性能好和热震性能优异。

技术领域

本发明属于水泥结合浇注料技术领域。具体涉及一种高性能水泥结合浇注料及其制备方法。

背景技术

耐火材料是一类工业基础材料，遍及冶金、玻璃、水泥和能源等许多高温行业。在过去几十年，耐火材料技术发展的主流趋势当属不定形耐火材料，其用量持续增加。这是由于与传统的定形制品相比，不定形耐火材料生产成本低、施工简便、具有更大的适应性。另外，在不定形耐火材料中，所占份额最大、技术含量最高的应属浇注料，特别是高性能致密耐火浇注料。

目前，用量巨大的高性能致密耐火浇注料主要有低水泥浇注料(1.0％CaO2.5％)和超低水泥浇注料(0.2％CaO1.0％)。长期以来.由于这种浇注料经常采用纯铝酸钙水泥作结合剂。这就必然会带入CaO，而带入的CaO在高温下与浇注料或渣中的Al₂O₃和SiO₂等组分反应形成低熔点物相，如黄长石和钙长石等，这在一定程度上影响了浇注料的高温性能。所以，水泥加入量越多，这种影响越显著。

因此，可以考虑以微米、亚微米及纳米级粉体取代部分水泥，以及采用合适的分散剂调整浇注料的流变性能等一系列技术措施，使浇注料施工所需的加水量大幅度下降，浇注料的致密程度大幅度提高，从而使材料的强度、耐磨性、热震性能得到明显改善。姚金甫等(姚金甫，张恩甫，田守信.α-Al₂O₃微粉对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响.耐火材料，2008，42(3)：209-211)在刚玉-尖晶石浇注料中添加α-Al₂O₃微粉发现，浇注料密度增加，强度明显提高，抗渣侵蚀性和抗渣渗透性明显改善，但α-Al₂O₃微粉加入过多时其热震性变差。吕春艳等(吕春艳，汪厚植，顾华志，等.硅铝凝胶粉结合Sialon增强A1₂O₃-SiC-C浇注料.耐火材料，2005，39(3)：188-190)在Al₂O₃-SiC-C浇注料中用纳米Al₂O₃/SiO₂凝胶粉代替纯铝酸钙水泥作结合剂，可显著降低SiAlON的生成温度，并能促进β-SiAlON相的生成，有效提高浇注料的高温强度。

纳米氧化铝粉是颗粒尺寸100nm的超微细粉末，其比表面积很大、晶界处的原子数比率高达15～50％。目前，纳米氧化铝粉在耐火材料中主要以添加剂的形式引入，通过其表面、界面及小尺寸效应，改善耐火材料的性能。另外，纳米氧化铝粉可进一步填充体系的微纳米空隙，有助于细化气孔和提高材料的致密程度。纳米氧化铝的加入有利于降低烧结温度，使制品在中温下发生部分烧结，促进高温下片状CA₆的生成，显著提高了浇注料制品的力学性能和抗热震性能。“一种含碳酸钙微粉的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法”