強(qiáng)度
粗粒度的耐火骨料在耐火材料中起到骨架作用,能夠承受較大的外力,有助于提高耐火材料的常溫耐壓強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度。當(dāng)耐火材料受到外力沖擊時(shí),粗骨料可以阻止裂紋的擴(kuò)展。
細(xì)粒度的骨料能增加顆粒之間的接觸面積,使結(jié)合劑與骨料更好地結(jié)合,提高耐火材料的致密性,從而在一定程度上提高強(qiáng)度。但細(xì)骨料過多會(huì)使耐火材料內(nèi)部應(yīng)力集中,在高溫下容易產(chǎn)生裂紋,導(dǎo)致強(qiáng)度下降。
抗渣性
粗粒度骨料的顆粒之間孔隙較大,爐渣容易滲入這些孔隙中,與耐火材料發(fā)生反應(yīng),降低耐火材料的抗渣性。
細(xì)粒度骨料可以使耐火材料的結(jié)構(gòu)更加致密,減少爐渣的滲透通道,提高抗渣性。但如果細(xì)骨料的粒度太細(xì),在高溫下容易與爐渣中的成分發(fā)生反應(yīng),反而降低抗渣性。因此,需要根據(jù)具體的使用環(huán)境和爐渣成分,選擇合適粒度的耐火骨料來提高耐火材料的抗渣性。
抗熱震性
粗粒度骨料在溫度急劇變化時(shí),由于其熱膨脹系數(shù)相對較大,顆粒之間容易產(chǎn)生微小的裂縫,這些裂縫可以緩解熱應(yīng)力,從而提高耐火材料的抗熱震性。
細(xì)粒度骨料在受熱時(shí),熱應(yīng)力集中在較小的區(qū)域內(nèi),容易導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,降低抗熱震性。但適量的細(xì)骨料可以改善材料的致密性,提高其抵抗熱沖擊的能力。因此,合理搭配粗細(xì)骨料的粒度,才能使耐火材料具有良好的抗熱震性。
按化學(xué)組成分類
硅質(zhì)骨料:主要成分是二氧化硅(SiO?),如石英砂、硅石等。硅質(zhì)骨料具有高耐火度、低膨脹系數(shù)和良好的耐磨性,常用于玻璃窯、焦?fàn)t等耐火材料中。
鋁質(zhì)骨料:以氧化鋁(Al?O?)為主要成分,包括鋁礬土、剛玉等。鋁質(zhì)骨料具有較高的耐火度、良好的熱穩(wěn)定性和抗侵蝕性,廣泛應(yīng)用于冶金、化工、建材等行業(yè)的高溫爐窯中。
鎂質(zhì)骨料:主要成分為氧化鎂(MgO),如菱鎂礦、海水鎂砂等。鎂質(zhì)骨料具有良好的耐高溫性能、抗堿性渣侵蝕能力和高溫強(qiáng)度,常用于堿性轉(zhuǎn)爐、電爐爐襯等耐火材料中。
白云石質(zhì)骨料:主要成分是碳酸鈣鎂(CaMg (CO?)?),經(jīng)過煅燒后得到白云石砂。白云石質(zhì)骨料具有較好的抗渣性和耐火度,常用于鋼鐵冶金行業(yè)的盛鋼桶、中間包等耐火材料中。
鋯質(zhì)骨料:主要含有氧化鋯(ZrO?),如鋯英石砂。鋯質(zhì)骨料具有高熔點(diǎn)、低熱導(dǎo)率和良好的抗熱震性,常用于陶瓷、玻璃等行業(yè)的高溫窯爐中,可提高耐火材料的抗侵蝕性和隔熱性能。
耐火骨料的粒度對耐火材料的性能有著多方面的影響,具體如下:
體積密度
粒度較粗的骨料,顆粒之間的孔隙較大,若只使用粗骨料,會(huì)導(dǎo)致耐火材料的體積密度較低。
適當(dāng)加入細(xì)粒度的骨料,可以填充粗骨料之間的孔隙,使耐火材料的體積密度增大。但如果細(xì)骨料過多,可能會(huì)導(dǎo)致顆粒堆積過于緊密,氣孔率反而增加,體積密度下降。
耐火骨料的顆粒形狀對不定形耐火材料的施工性能有較大的影響。片狀、柱狀、針柱狀、棱角狀等不規(guī)則形狀的顆粒,配制成的泥料流變性能較差,而近圓球狀和圓球狀的顆粒配制成的泥料流變性能較好,因此,不規(guī)則形狀的骨料顆粒用于配制噴涂料,搗打料較好,有利于顆粒之間的穿插、咬合和釘銷作用、可提高結(jié)合強(qiáng)度。而近球狀和圓球狀顆??捎糜谂渲茲沧⒘?、涂抹料和壓注料,有利于改善泥料的流變性、提高觸變性、從而有利于提高體積密度。