電熔純鋁酸鈣水泥在耐火材料中的發展和應用

 純鋁酸鈣水泥在耐火材料中的發展和應用

    近些年來，高純度的電熔純鋁酸鈣水泥（CA）在耐火材料工業中的應用越來越廣泛，其背后有著各種各樣的推動因素，其中即包括耐火材料本身技術和產品結構的發展，同時也包括使用和消耗各種耐火材料工業領域不斷增長和變化的求。

    中國的電熔純鋁酸鈣水泥，在建國初期為國防建設需要而開始立項研究，并開創性地采用了回轉窯燒結法生產純鋁酸鈣水泥，產品主要用作耐火澆注料的結合劑，也成功的應用于火箭發射場地的導流槽材料．隨著不定形耐火材料的技術進步對電熔鋁酸鈣水泥的性能要求也愈加增多，從而形成了系列性能各異的品種和型號。例如以天然鋁磯土為原料的純鋁酸鈣水泥系列，以工業氧化鋁為原料的電熔純鋁酸鈣水泥系列等等。

    特別是不定形耐火材料憑借其與定形耐火制品在經濟上的優勢而成為未來耐火材料工業發展的方向對于所有含有電熔純鋁酸鈣水泥的不定形耐火材料而言，施工性能都是人們最為關心的要點之一。由于鋁酸鈣礦物水化時不產生Ca（OH）2，在受熱時不會像硅酸鹽水泥那樣因氫氧化鈣的脫水和吸水而產生體積變化，因此發展了在耐熱和耐火混凝土中的應用。20世紀八十年代以后，不定形耐火材料在耐火材料行業中的比例迅速增加，電熔純鋁酸鈣水泥作為結合劑的用量也日益增加。

    例如，澆注質量的好壞決定了施工村體的最終表現，澆注料的硬化性能則決定了現場的脫模時間和強度，而最大的烘干速率則很大程度上影響了升溫時間和現場施工的工期本文在討論幾種典型配方的基礎之上，探討了如何優化含有電熔純鋁酸鈣水泥的澆注料各項施工性能的措施，如硬化時間和升溫速率等，從而進一步加強耐火材料村體的施工可靠性。與此同時，我們也將中國的一些實際做法與世界上其他一些地區如北美，日本和歐洲作以簡單的比較。

    在過去的20余年中，高品質的電熔純鋁酸鈣水泥在耐火材料領域的應用有了明顯的增長。推動這種增長的有兩個最重要的動力：技術的發展進步和消耗耐火材料工業的發展。技術的發展進步是指通過提供更多的、更加有效的耐火材料的解決方案，從而為最終的用戶提供不斷提高的價值和效益。

    其中，最為大家熟知的做法是：在不斷提高產品的使用性能的同時降低產品的成本；不斷的提高產品的質量來保障用戶在生產上的靈活性，減少由耐火材料引起的檢修和熱停時間。而上述的這些要求也就直接導致了近些年來，耐火材料生產和施工方式的改變，從而也說明了人們對含有電熔純鋁酸鈣水泥的不定形耐火材料十分感興趣的原因。

     另外就是，消耗各種耐火材料的工業領域快速的發展也為不定型耐火材料的進步提供了強大的動力。包括電熔純鋁酸鈣水泥結合制品在內的所有不定形耐火材料的發展是依賴于它們是否能向客戶提供不斷提升的性能和效益。根據統計，全球不定形耐火材料工業以每年2％的速度遞增。而在今后，這個速度將會達到2％-4％。而4％的增長速度將會給象中國這樣的國家的不定形耐火材料工業帶來巨大的機遇。

    當CaO和AI203的合計達到99％以上CaO在35％以下形成的以鋁酸一鈣和鋁酸二鈣為主要礦物的水泥稱為電熔純鋁酸鈣水泥。這種水泥因純度高，鋁酸鈣含量高，而具有優秀的品質，適宜用來配制使用溫度1400℃以上的耐火澆注料。特別需要指出的是，隨著低水泥澆注料的出現和迅速發展，對電熔純鋁酸鈣水泥性能要求日益增多。純鋁酸鈣水泥的技術含量也相應得到提升，形成了各生產廠各自的產品牌號系列。

 （1）以CA為主礦相，CA2為次要礦相。

（2）以CA和CA2為主礦相

（3）以CA為主礦相，C12A7為次要礦相。

（4）以CA和aA203為主礦相，C12A7為次要礦相。

（5）以CA和aA203為主礦相，CA2為次要礦相。

（6）以CA為主礦相，C2AS為次要礦相。

     電熔鋁酸鈣水泥是不定形耐火材料中用量最大的結合劑。特別是低水泥耐火澆注料的發展對鋁酸鈣水泥技術進步的影響非常巨大，由此誕生的一個鋁酸鈣水泥組群，它包含了大量的應用化學內容，例如鋁酸鈣水泥水化和硬化過程中的化學和物理化學內容及其控制問題；各種化學添加劑的應用問題；各種表面活性物質的選用問題：鋁酸鈣水泥和耐火骨料，和耐火基質料，和微粉之間在各溫度下的化學反應等等。