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纳米ZrO2对镁钙质耐火材料抗水化性能的影响

发布日期: 2020-03-25 14:20:57    阅读量(116)    作者:张红

镁钙质耐火材料易水化,一直以来都是伴随生产企业的一个令人头痛的问题,本文针对这个问题,研究分析纳米ZrO2加入量对镁钙质耐火材料抗水化性能的影响。

在反应温度为1600℃,反应时间为2h,结合剂用量为7%,成型压力为100MPa,当加入1%、2%、3%、4%、5%的纳米ZrO2时,镁钙质耐火材料水化增重率、体积密度、常温抗压强度以及抗热震性能的变化如图1、2(a)、(b)、(c)所示。

图1纳米ZrO2对抗水化性能的影响

图2(a)纳米ZrO2对体积密度的影响,(b)纳米ZrO2对抗压强度的影响,(c)纳米ZrO2对抗热震性能的影响

由图1可以看出,当ZrO2的加入量为3%时,镁钙质耐火材料的抗水化性能达到最佳,水化增重率为8.8%。由图29(a)可以看出,ZrO2加入量为3%时,体积密度达到了3.89g/cm3,ZrO2的体积密度为5.89g/cm3,CaO密度为3.350g/cm3,随着ZrO2的加入,材料体积密度变大,此时材料更加致密,当遇到水分时,不易发生水化反应,提高了抗水化性能,但当ZrO2加入量为5%时,体积密度下降,这可能是因为加入过多ZrO2而导致纳米颗粒在材料中发生团聚;由图2(b)可以看出,当ZrO2的加入量为3%时,常温抗压强度为81.10MPa,材料致密度增加时,内部微裂纹数减少,常温抗压强度增大;由图2(c)可以看出,五次急热急冷后的余压强度为54.3MPa,余压保持率为67.84%。综上所述,加入纳米ZrO2不仅提高了镁钙质耐火材料的抗水化性能,其体积密度、常温抗压强度和抗热震性能也有所改善。

结论:

纳米ZrO2的加入量为3%时,耐火材料的水化增重率为8.8%;纳米TiO2的加入量为1%时,水化增重率为9.6%;复合添加剂的量为4%TiZr=1:3时,水化增重率为6.6%;加入纳米ZrO2比加入纳米TiO2的抗水化性能好,而复合添加剂比单一添加剂的抗水化性能好。

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