不定形耐火材料的概念及工業應用
不定形耐火材料是指：由一定顆粒級配的耐火集料（骨料和粉料），結合劑和外加劑組成的濕狀、或 半濕狀、或干狀,可直接用于構筑或修補工業窯爐襯體的耐火材料稱為不定形耐火材料。此類材料構筑 襯體可形成無接縫整體內襯。同燒成耐火制品比較,不定形耐火材料具有如下特點：
（1）制備工藝簡單,生產周期短,勞動生產率高；
（2）適應性強,使用時不受工業窯爐結構形狀限制，可制成任意形狀；
（3）整體性好,氣密性好,熱阻大,可降低工業爐熱損失、省能源；
（4）便于機械化施工,省工省時；
（5）對于損壞的工業爐內襯易于用不定形耐火材料進行修補,延長襯體使用壽命、降低耐火材料消耗。
因此不定形耐火材料現己逐漸取代大部份燒成耐火制品而得到廣泛應用,在冶金工業使用不定形耐火材料的比例己占耐火材料總使用量的一半以上。
按施工工藝分類，不定形耐火材料可分為如下七大類：耐火澆注料、耐火可塑料、耐火噴射料、耐火涂抹料、耐火擠壓（壓注）料、耐火投射料、耐火干式振搗（或填充）料等。不定形耐火材料的制備工藝，包括材質的選擇、顆粒級配的確定、結合劑和外加劑的選用、以及加工流程的確定，是根據使用條件和使用環境、以及所采用的施工方法來確定的。配制不定形耐火材料的粒狀原材料總稱為耐火集料。耐火集料分為骨料和粉料,集料顆粒粒徑大于0.088mm（或0.074mm）的稱為骨料, 在不定形耐火材料中起骨架作用。集料顆粒小于0.088mm（或0.074mm）稱為粉料，由于它起著包埋骨料或充填于骨料顆粒之間空隙的作用，因此又稱為基質，其中0.088mm至10卩m的稱為細粉，小于10卩 m的稱為超細粉（或微粉）。我們可以根據Andreassn或者Dinger-funk^度分布方程來進行顆粒級配。 這個過程中主要是控制粒度分布系數q值，q值是根據物料的作業性能和物理性能要求來確定的。
把由耐火骨料和粉料組成的散狀耐火材料集料膠結在一起的物質稱謂結合劑（也稱膠結劑）。用作不定形耐火材料的結合劑,不但要求具有較好的冷態和熱態結合強度,而目還要求具有合適的作業性能 （施工性能）和高溫使用性能。不定形耐火材料用的結合劑,隨被膠結的材料的性質及使用條件不同而 異，種類繁多，一般是按結合荊的化學性質和結合劑的硬化條件進行分類。按結合荊化學性質分有:無 機結合荊和有機結合禮 無機類結合劑,按化合物性質可分為六類：第一類為硅酸鹽類,包括硅酸鹽水 泥、水玻璃德酸鈉、硅酸鉀水玻璃）和結合粘土。第二類為鋁酸鹽類,包括有普通鋁酸鈣水泥（也稱磯土 水泥、高鋁水泥）、純鋁酸鈣水泥（鋁?70，鋁?75和鋁?80水泥）、鋁酸鋇水泥和含尖晶石鋁酸鈣水泥。 第三類為磷酸鹽類，包括有磷酸、磷酸二氫鋁、磷酸鎂、磷酸二氫釵、鋁銘磷酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏 磷酸鈉、鈣鈉磷酸鹽（NC2P）等。第四類為硫酸鹽類,包括有硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鐵等。第五類為氯 化物類,包括有氯化鎂（鹵水）、氯化鐵、聚合氯化鋁（又稱堿式氯化鋁）等,第六類為溶膠及超細粉（微粉） 類，如硅溶膠、鋁溶膠、硅鋁溶膠、P-氧化鋁、反應性氧化鋁、SiO2微粉等。有機類結合荊按制取方 法分為兩大類：
第一類為天然有機物，系從天然有機物中分離提取的、包括有淀粉、糊精、阿拉伯樹膠、海藻酸 鈉、糖蜜、紙漿廢液、琵油、焦油和瀝青等。
第二類為合成有機物,即通過化學反應或縮聚反應而合成的,包括有甲階酚醛樹脂、絹型酚醛樹脂、環氧樹脂、聚胺脂樹脂、聚苯己烯、硅酸乙脂、聚乙烯醇、吠晡樹脂等。
按結合劑硬化條件分類有水硬性、氣硬性和熱硬性結合劑。
（1）水硬性結合荊，是指與散狀耐火集料混合后、加水混練并成型 后，在常溫潮濕條件下養護、經水化反應能產生凝結與硬化的結合劑。如硅酸鹽水泥、鋁酸鈣水泥。
（2）氣硬性結合劑,與散狀耐火集料混合、成型后,在常溫自然十燥條件下養護即可發生凝結與硬化的 結合劑。但這類結合劑使用時一般要加促凝劑（硬化劑）方可發生凝結與硬化，如用水玻璃結合劑時要加 入氟硅酸鈉促凝劑,用磷酸一氫鋁結合劑時要加入鋁酸鈣水泥或氧化鎂等作促凝禮。
（3）熱硬性結合劑,與散狀耐火材料集料混合混練成型后，需經加熱烘烤（一般為105 -35O°C）方可發生凝結與硬化的結 劑、如甲階酚醛樹脂或線型酚醛樹脂+烏洛托品在加熱時發生縮聚而產生凝結與硬化。
結合劑的選用原則：不定形耐火材料施工成型后和使用中的結構強度主要是由結合劑提供的,因此 結合荊是不定形耐火材料的主要成份之一,但選用結合劑進必須遵循如下原則：
（1）結合劑性質必須與被結合耐火材料性質相匹配。酸性、中性耐火材料可以用酸性、中性和弱堿性結合劑,而堿性耐火材料 則不可以直接使用酸性結合劑，只能使用中性或堿性結合劑，若在還原性條件下使用也可選用半永久性 有機類結合禮含碳和碳化硅不定形耐火材料多半采用有高殘碳的有機類結合劑。
（2）選用的結合劑要與材料的作業性（施工性能）相適應。耐火澆注料應選用在常溫下能產生凝結與硬化的結合劑,如水化結合 的、或化學結合的結合劑；搗打料和可塑料可選用粘著結合的、或化學結合的結合訓。或陶瓷結合的結合劑；而噴射料可選用與澆注料相似的結合劑。
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