不定形耐火材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度取決于三種結(jié)合力：(A)結(jié)合相本身的結(jié)合力；(B)結(jié)合相與集料相之間的結(jié)合力；(C)集料相顆粒本身(晶相與晶相、晶相與非晶相)的結(jié)合力。在超過材料所能承受的應(yīng)力作用下，若(A)<(B)和(C)，則材料通過結(jié)合相斷裂：若(B)<(A)和(C)，則材料沿結(jié)合相與集料相是界斷裂；若(C)<(A)和(B)，則材料必然穿過集料相顆粒斷裂。

不定形耐火材料一般是由連續(xù)的結(jié)合和不連續(xù)的集料相組成的。但一般說集料相顆粒的強(qiáng)度要比結(jié)合相大，因此，不定型耐火材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是受結(jié)合相所控制，也就是說結(jié)合劑是決定不定形耐火材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要組成份。

    一、結(jié)合方式與結(jié)合機(jī)理

    不定形耐火材料用的結(jié)合劑，按其結(jié)合方式可分為如下幾種：水合結(jié)合、化學(xué)結(jié)合、陶瓷結(jié)合、粘著結(jié)合和凝聚結(jié)合。

    (1)水合結(jié)合：所用的結(jié)合劑有鋁酸鈣水泥、硅酸鹽水泥、β—A2lO3等，水合結(jié)合是借助于常溫下結(jié)合劑與水發(fā)生水化反映生成化產(chǎn)物而產(chǎn)生結(jié)合。水結(jié)合的膠結(jié)材料在常溫下進(jìn)行水化反映需要有一定的時(shí)間，因此具有一定的凝結(jié)和硬化時(shí)間，這類材料主要用作耐火澆注料的結(jié)合劑。

    (2)化學(xué)結(jié)合：所用的結(jié)合劑有磷酸或磷酸鹽(加或不加硬化劑)、硅酸鈉或硅酸鉀(加或不加硬化劑)、酚醛樹脂加硬化劑等等。它們是借助于結(jié)合劑與耐火材料(氧化物集料)、或結(jié)合劑與硬化劑之間在常溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或加熱時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新化合物或聚合(縮合)交聯(lián)而產(chǎn)生結(jié)合的，因此有的也含有聚合結(jié)合作用?；瘜W(xué)結(jié)合劑加硬化劑時(shí)主要用作耐火澆注料的結(jié)合劑，而不加硬化劑時(shí)則用作搗打料，可塑料和涂料的結(jié)合劑。

    (3)陶瓷結(jié)合：或稱低溫?zé)Y(jié)結(jié)合，是在不定形耐火材料中加入可降低燒結(jié)溫度的助劑或金屬粉末，以大大降低液相出現(xiàn)溫度，促進(jìn)低溫下固——液反應(yīng)而形成低溫?zé)Y(jié)結(jié)合，所用的低溫?zé)Y(jié)助劑有某些硼酸鹽、氟化物和硼、鈉玻璃等，金屬粉末有SiAAlMMg等粉末。

     使用燒結(jié)助劑是借助在500-1000℃的低溫下首先產(chǎn)生粘性液相將集料顆粒粘結(jié)在一起，隨后隨著溫度提高依靠液——固之間的高溫化學(xué)反應(yīng)，生成具有更高熔融溫度的結(jié)合相而產(chǎn)生堅(jiān)固的結(jié)合如在剛玉質(zhì)干式震動(dòng)料中加入少量的硼酐，硼酐在577℃即可發(fā)生熔融生成粘性液腥，隨后與a-A2lO3發(fā)生液——固反應(yīng)生成具有更高熔融溫度的化合物2A2lO3?2B2O3(不一致熔融溫度1035℃)、9A2lO3?2B2O3(不一致熔融溫度1950℃)而將剛玉集料固結(jié)在一起。

    這類結(jié)合劑主要用作干式震動(dòng)料的結(jié)合劑，干式震動(dòng)料可用于作感應(yīng)爐內(nèi)襯和高溫熔融流槽、容器等內(nèi)襯。

    (4)粘著結(jié)合：可形成粘著(粘附)結(jié)合的結(jié)合劑多數(shù)為有機(jī)結(jié)合劑，如糊精、糖蜜、阿拉伯樹膠、紙漿廢液、甲基纖維素、瀝青聚乙烯基聚合物和酚醛樹脂等合成樹脂，其中有的為暫時(shí)性結(jié)合劑，經(jīng)高溫處理后會(huì)燃燒掉，有的為結(jié)合劑，經(jīng)高溫處理后會(huì)碳化而形成碳結(jié)合，也有一些無機(jī)結(jié)合劑具有粘著結(jié)合作用，如磷酸二氫鋁、水玻璃等。粘附結(jié)合的結(jié)合劑多半用于作耐火泥漿、涂料、噴涂料和搗打料的結(jié)合劑，含碳和碳化硅質(zhì)不定形耐火材料多半用這類結(jié)合劑。

     (5)凝聚結(jié)合：可產(chǎn)生凝聚結(jié)合的材料有粘土微粉、氧化物超微粉(SiO2、A2lO3、TiO2、Cr2O3等)、硅溶膠、鋁溶膠和磚鋁溶膠，凝聚結(jié)合就是靠粒子(膠體粒子)之間相互吸引緊密接觸，借助于范德華力而結(jié)合在一起，但使用時(shí)必須加凝聚劑才能使膠體粒子發(fā)生凝聚而產(chǎn)生結(jié)合。產(chǎn)生凝結(jié)合的材料主要用于作耐火澆注料的結(jié)合劑，也可用于作耐火搗打料、涂料等的結(jié)合劑。

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