Цементі аз отқа төзімді құймалар дәстүрлі алюминий цемент отқа төзімді құймалармен салыстырылады. Дәстүрлі алюминий цемент отқа төзімді құймаларға цемент қосу мөлшері әдетте 12-20%, ал су қосу мөлшері әдетте 9-13% құрайды. Қосылған судың көп мөлшеріне байланысты құйма корпусының тесіктері көп, тығыз емес және беріктігі төмен; қосылған цементтің көп мөлшеріне байланысты, қалыпты және төмен температуралық беріктікке қол жеткізуге болатын болса да, орташа температурада кальций алюминатының кристалдық түрленуіне байланысты беріктік төмендейді. Әрине, енгізілген CaO құймада SiO2 және Al2O3-пен әрекеттесіп, кейбір төмен балқу температурасы бар заттарды түзеді, бұл материалдың жоғары температуралық қасиеттерінің нашарлауына әкеледі.
Ультра ұнтақ технологиясын, жоғары тиімді қоспаларды және ғылыми бөлшектер градациясын қолданған кезде, құйылатын материалдың цемент мөлшері 8%-дан азға дейін, ал су мөлшері ≤7%-ға дейін төмендейді, ал төмен цементті сериялы отқа төзімді құйылатын материалды дайындап, CaO мөлшері ≤2,5%-ға дейін жеткізуге болады, және оның өнімділік көрсеткіштері әдетте алюминат цементті отқа төзімді құйылатын материалдардың көрсеткіштерінен асып түседі. Бұл отқа төзімді құйылатын материал жақсы тиксотропияға ие, яғни аралас материал белгілі бір пішінге ие және аздап сыртқы күшпен аға бастайды. Сыртқы күш жойылған кезде, ол алынған пішінді сақтайды. Сондықтан оны тиксотропты отқа төзімді құйылатын материал деп те атайды. Өздігінен ағатын отқа төзімді құйылатын материал тиксотропты отқа төзімді құйылатын материал деп те аталады. Осы санатқа жатады. Төмен цементті сериялы отқа төзімді құйылатын материалдардың нақты мағынасы әлі анықталмаған. Америкалық сынақ және материалдар қоғамы (ASTM) отқа төзімді құйылатын материалдарды олардың CaO мөлшеріне қарай анықтайды және жіктейді.
Төмен цементті сериялы отқа төзімді құймалардың ерекше ерекшеліктері - тығыздық және жоғары беріктік. Бұл өнімнің қызмет ету мерзімін және өнімділігін жақсарту үшін жақсы, бірақ сонымен қатар қолданар алдында пісіруге қиындықтар туғызады, яғни пісіру кезінде абай болмасаңыз, құю оңай пайда болуы мүмкін. Дененің жарылу құбылысы кем дегенде қайта құюды қажет етуі мүмкін немесе ауыр жағдайларда айналасындағы жұмысшылардың жеке қауіпсіздігіне қауіп төндіруі мүмкін. Сондықтан әртүрлі елдерде төмен цементті сериялы отқа төзімді құймаларды пісіру бойынша әртүрлі зерттеулер жүргізілді. Негізгі техникалық шаралар: пештің қисықтарын дұрыс қалыптастыру және жарылысқа қарсы тамаша агенттерді енгізу арқылы бұл отқа төзімді құймалардың судың басқа жанама әсерлер тудырмай тегіс жойылуына мүмкіндік береді.
Ультра ұнтақ технологиясы төмен цементті сериялы отқа төзімді құйылатын бұйымдардың негізгі технологиясы болып табылады (қазіргі уақытта керамика мен отқа төзімді материалдарда қолданылатын ультра ұнтақтардың көпшілігі іс жүзінде 0,1-ден 10 м-ге дейін және олар негізінен дисперсия үдеткіштері және құрылымдық тығыздағыштар ретінде қызмет етеді. Біріншісі цемент бөлшектерін флокуляциясыз жоғары дисперсті етеді, ал екіншісі құйылатын денедегі микрокеуектерді толығымен толтырады және беріктікті жақсартады.
Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын ультраұсақ ұнтақ түрлеріне SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 және т.б. жатады. SiO2 микроұнтағының меншікті бетінің ауданы шамамен 20 м2/г құрайды, ал оның бөлшектерінің өлшемі цемент бөлшектерінің өлшемінің шамамен 1/100 бөлігін құрайды, сондықтан ол жақсы толтыру қасиеттеріне ие. Сонымен қатар, SiO2, Al2O3, Cr2O3 микроұнтағы және т.б. суда коллоидты бөлшектерді түзе алады. Диспергант болған кезде, бөлшектердің бетінде электростатикалық итеруді тудыру үшін қабаттасатын электрлік қос қабат пайда болады, бұл бөлшектер арасындағы ван-дер-Ваальс күшін жеңеді және беткі энергияны азайтады. Бұл бөлшектер арасындағы адсорбция мен флокуляцияның алдын алады; сонымен бірге диспергант еріткіш қабатын қалыптастыру үшін бөлшектердің айналасында адсорбцияланады, бұл құйылатын заттың сұйықтығын арттырады. Бұл да ультраұсақ ұнтақтың механизмдерінің бірі, яғни ультраұсақ ұнтақ пен тиісті дисперганттарды қосу отқа төзімді құйылатын заттардың су шығынын азайтып, сұйықтығын жақсарта алады.
Төмен цементті отқа төзімді құймалардың қатаюы және қатайуы гидратациялық байланыс пен когезия байланысының біріккен әрекетінің нәтижесі болып табылады. Кальций алюминат цементінің гидратациясы және қатайуы негізінен CA және CA2 гидравликалық фазаларының гидратациясы және олардың гидраттарының кристалдық өсу процесі болып табылады, яғни олар сумен әрекеттесіп, алтыбұрышты қабыршақ немесе ине тәрізді CAH10, C2AH8 түзеді, ал текше C3AH6 кристалдары және Al2O3аq гельдері сияқты гидратация өнімдері қатаю және қыздыру процестері кезінде өзара байланысты конденсация-кристалдану желілік құрылымын құрайды. Агломерация және байланыс белсенді SiO2 ультраұсақ ұнтағы сумен кездескенде және қосылған қоспадан (яғни электролит затынан) баяу диссоциацияланған иондармен кездескенде коллоидты бөлшектерді түзуіне байланысты. Екеуінің беттік зарядтары қарама-қарсы болғандықтан, яғни коллоидты бетінде қарсы иондар адсорбцияланған, бұл £2 потенциалының төмендеуіне және адсорбция «изоэлектрлік нүктеге» жеткенде конденсацияның пайда болуына әкеледі. Басқаша айтқанда, коллоидты бөлшектердің бетіндегі электростатикалық итеру күші оның тартылыс күшінен аз болған кезде, ван-дер-Ваальс күшінің көмегімен когезиялық байланыс пайда болады. Кремний ұнтағымен араласқан отқа төзімді құйылатын зат конденсацияланғаннан кейін, SiO2 бетінде пайда болған Si-OH топтары кептіріліп, көпірге айналады, силоксан (Si-O-Si) желілік құрылымын түзеді, осылайша қатаяды. Силоксан желілік құрылымында температура жоғарылаған сайын кремний мен оттегі арасындағы байланыстар төмендемейді, сондықтан беріктік те артады. Сонымен қатар, жоғары температурада SiO2 желілік құрылымы оған оралған Al2O3-пен әрекеттесіп, муллит түзеді, бұл орташа және жоғары температурада беріктікті жақсарта алады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 28 ақпан
