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耐火砖生产厂家常用结合剂水玻璃的凝结和硬化

文章出处:未知 人气: 发表时间:2020-03-24 17:01
耐火砖厂家生产耐火制品要历经压制成型这个流程,比如说高铝砖的成型自然就离不开结合剂的作用。下面将由郑州超裕耐火砖生产厂家,为大家详细叙述常用结合剂水玻璃的凝结和硬化。
 
水玻璃可以采用加热硬化,也可以添加促硬剂使其发生化学固化。化学固化采用的促硬剂有氟硅酸钠(Na2SiF6)、硅酸二钙(C2S)、硅铁和有机酯。一般情况下,水玻璃的化学固化有三个阶段:硅酸钠的水解、硅酸溶胶的形成、硅酸凝胶的形成。
 
(1)氟硅酸钠固化
 
采用氟硅酸钠时,首先是硅酸钠的水解,其次是氟硅酸钠的水解,接着就是发生酸碱中和反应。各反应式如下。
 
Na2O·nSiO2+nH2O,2NaOH+(n-1)H2O·nSiO2
 
Na2SiF6+4H2O-2NaF+4HF+Si(OH).
 
HF+NaOH→NaF+H2O
 
随着反应的进行,硅酸凝胶越来越多,NaOH被不断消耗,水玻璃溶液的碱度不断降低,当水玻璃的pH值降低至9以下时,凝胶时间急剧缩短,接着就发生固化。
 
(2)水泥固化
 
当采用硅酸盐水泥,或硅酸二钙,或赤泥作为硬化剂时,首先是硅酸二钙的水解,其次是钙钠置换反应,接着就是含钙硅酸的凝聚。
 
2CaO·SiO2+H2O-Ca(OH)2+CaSiO3
 
Na2O.nSiO2+nH2O-2NaOH+(n-1)H2O·nSiO2
 
Ca(OH)2(n-1)H2O·nSiO2-CaO·(2n-1)H2O·2nSiO2+2H2O
 
式中,缩聚反应的机理是Ca(OH):分别和两个硅酸基团中的羟基反应,脱除两个水分子后,Ca2+将余下的两个硅酸基团结合在一起,形成一个大分子。
 
如此不断进行反应,直至形成三维的硅酸-硅酸钙网架。

高铝砖
 
(3)硅铁固化
 
硅铁固化是利用硅对氧的亲和力产生无定形二氧化硅,以及利用硅和硅酸钠的反应。金属硅氧化的放热有利于固化,但反应放出的H2可能带来有害后果。
 
20H-+Si—SiO2+H2个
 
2H2O+Si-SiO2+2H2个
 
Na2O·mSiO2.nH2O+Si—Na2O·(m+1)SiO2·(n-1)H2O+H2个
 
随Si的不断氧化,水玻璃的模数越来越高,浓度越来越大,直至硅酸溶胶发生胶凝。
 
(4)有机酯固化
 
有机酯固化是铸造行业的一项新技术,有可能推广至耐火材料行业。有机酯的固化分为三个阶段:
 
①有机酯在碱性水溶液中水解,形成有机酸和醇;
 
②有机酸和水玻璃反应,使水玻璃模数增高,致使水玻璃的黏度增加,至黏度超过临界值后发生固化;
 
③进一步发生有机酯的水解、有机酸和硅酸钠的中和反应,使水玻璃进一步失水而硬化。
 
有机酯固化不产生对环境有害的氟,也不往耐火材料中引入低熔物质氧化钙。但是,有机酯的硬化作用受到水玻璃模数、水玻璃掺量,酯的种类和掺量,环境温度和湿度的影响。因此,需要随施工条件不同调整固化方法。所以,需要有专业人员时才能采用这种技术。
 
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