저시멘트 내화 캐스터블은 기존 알루미네이트 시멘트 내화 캐스터블과 비교됩니다. 기존 알루미네이트 시멘트 내화 캐스터블의 시멘트 첨가량은 일반적으로 12~20%이고, 물 첨가량은 일반적으로 9~13%입니다. 물의 첨가량이 많기 때문에 주조체에 기공이 많고 치밀하지 못하며 강도가 낮습니다. 시멘트 첨가량이 많기 때문에 상온 및 저온 강도는 높지만, 중온에서 알루미네이트칼슘의 결정 변태로 인해 강도가 저하됩니다. 투입된 CaO는 캐스터블 내에서 SiO₂ 및 Al₂O₃와 반응하여 저융점 물질을 생성하여 재료의 고온 특성이 저하됩니다.
초미분말 기술, 고효율 혼화제 및 과학적 입자 등급을 사용하면 캐스터블의 시멘트 함량이 8% 미만으로 감소하고 수분 함량이 ≤7%로 감소하여 저시멘트계 내화 캐스터블을 제조하여 도입할 수 있습니다.CaO 함량은 ≤2.5%이며 성능 지표는 일반적으로 알루미네이트 시멘트 내화 캐스터블의 성능 지표를 능가합니다.이 유형의 내화 캐스터블은 좋은 틱소트로피를 가지고 있습니다.즉, 혼합된 재료는 특정 모양을 가지고 약간의 외력으로 흐르기 시작합니다.외력이 제거되면 얻은 모양을 유지합니다.따라서 틱소트로피 내화 캐스터블이라고도 합니다.자체 유동 내화 캐스터블은 틱소트로피 내화 캐스터블이라고도 합니다.이 범주에 속합니다.저시멘트계 내화 캐스터블의 정확한 의미는 아직 정의되지 않았습니다. 미국재료시험학회(ASTM)는 내화 주물을 CaO 함량에 따라 정의하고 분류합니다.
저시멘트계 내화 캐스터블은 치밀하고 높은 강도를 자랑합니다. 이는 제품의 수명과 성능을 향상시키는 데 도움이 되지만, 사용 전 소성 과정에서 문제를 야기할 수 있습니다. 즉, 소성 과정에서 부주의하면 쉽게 주입이 발생할 수 있습니다. 본체가 터지는 현상은 최소한 재주입이 필요할 수 있으며, 심각한 경우 주변 작업자의 안전을 위협할 수 있습니다. 따라서 여러 국가에서 저시멘트계 내화 캐스터블의 소성에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔습니다. 주요 기술적 조치는 다음과 같습니다. 합리적인 오븐 곡선을 설계하고 우수한 방폭제를 도입하는 등 내화 캐스터블의 수분을 다른 부작용 없이 원활하게 배출할 수 있도록 합니다.
초미분말 기술은 저시멘트계 내화성 주물의 핵심 기술입니다(현재 세라믹과 내화재료에 사용되는 초미분말의 대부분은 실제로 0.1~10㎛ 사이이며, 주로 분산촉진제와 구조적 밀도증진제로 작용합니다. 전자는 시멘트 입자를 응집되지 않고 고도로 분산시키는 반면, 후자는 주입체의 미세기공을 완전히 채워 강도를 향상시킵니다.
현재 일반적으로 사용되는 초미립 분말의 종류로는 SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 등이 있습니다. SiO2 미분말의 비표면적은 약 20m2/g이고, 입자 크기는 시멘트 입자 크기의 약 1/100이므로 충전성이 좋습니다. 또한 SiO2, Al2O3, Cr2O3 미분말 등은 물에서 콜로이드 입자를 형성할 수도 있습니다. 분산제가 존재하면 입자 표면에 전기 이중층이 겹쳐 정전기적 반발력이 발생하여 입자 간의 반데르발스 힘을 극복하고 계면 에너지를 감소시킵니다. 이는 입자 간의 흡착 및 응집을 방지하는 동시에 분산제가 입자 주위에 흡착되어 용매층을 형성하여 캐스터블의 유동성을 증가시킵니다. 이것 역시 초미립분말의 메커니즘 중 하나인데, 즉 초미립분말과 적절한 분산제를 첨가하면 내화성 캐스터블의 물소모량을 줄이고 유동성을 향상시킬 수 있다.
저시멘트 내화 캐스터블의 응결 및 경화는 수화 결합과 응집 결합의 복합 작용의 결과입니다. 칼슘 알루미네이트 시멘트의 수화 및 경화는 주로 수경상 CA와 CA2의 수화와 그 수화물의 결정 성장 과정에 의해 이루어집니다. 즉, 이들은 물과 반응하여 육각형 플레이크 또는 침상 CAH10, C2AH8 및 C3AH6 결정과 Al2O3aq 겔과 같은 수화 생성물을 형성하고, 경화 및 가열 과정에서 상호 연결된 축합-결정화 네트워크 구조를 형성합니다. 이러한 응집 및 결합은 활성 SiO2 초미립자가 물과 만나 콜로이드 입자를 형성하고, 첨가된 첨가제(즉, 전해질 물질)에서 서서히 해리된 이온과 만나기 때문입니다. 두 입자의 표면 전하가 반대이기 때문에, 즉 콜로이드 표면에 반대 이온이 흡착되어 £2 전위가 감소하고 흡착이 "등전점"에 도달하면 응축이 발생합니다. 즉, 콜로이드 입자 표면의 정전기적 반발력이 인력보다 작을 때 반데르발스 힘의 도움으로 응집 결합이 발생합니다. 실리카 분말과 혼합된 내화 캐스터블을 응축시킨 후, SiO2 표면에 형성된 Si-OH기가 건조 및 탈수되어 가교 결합을 형성하여 실록산(Si-O-Si) 네트워크 구조를 형성하여 경화됩니다. 실록산 네트워크 구조에서는 온도가 증가해도 규소와 산소의 결합이 감소하지 않으므로 강도가 계속 증가합니다. 동시에 고온에서는 SiO2 네트워크 구조가 그 안에 싸인 Al2O3와 반응하여 멀라이트를 형성하여 중온 및 고온에서 강도를 향상시킬 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 2월 28일
