Нискоцементни ватростални одљевци упоређују се са традиционалним ватросталним одљевцима од алуминатног цемента. Количина додатка цемента код традиционалних алуминатних цементних ватросталних материјала је обично 12-20%, а количина додатка воде је углавном 9-13%. Због велике количине додане воде, ливено тело има много пора, није густо и има малу чврстоћу; због велике количине додатог цемента, иако се могу добити веће нормалне и ниске температурне чврстоће, чврстоћа се смањује услед кристалне трансформације калцијум алумината на средњим температурама. Очигледно, уведени ЦаО реагује са СиО2 и Ал2О3 у ливеном материјалу и ствара неке супстанце ниске тачке топљења, што доводи до погоршања својстава материјала при високим температурама.
Када се користе ултрафина технологија праха, високоефикасни додаци и научна градација честица, садржај цемента у ливеном слоју се смањује на мање од 8%, а садржај воде на ≤7%, а може се користити и ватростални материјал са мало цемента. припремљен и доведен у садржај ЦаО је ≤2,5%, а његови показатељи перформанси генерално превазилазе оне од алуминатних цементних ватросталних лива. Ова врста ватросталног ливеног материјала има добру тиксотропију, односно мешани материјал има одређени облик и почиње да тече уз малу спољну силу. Када се уклони спољна сила, она задржава добијени облик. Због тога се назива и тиксотропним ватросталним ливењем. Самопроточни ватростални ливени материјал се такође назива тиксотропни ватростални ливени материјал. Припада овој категорији. Прецизно значење ватросталних материјала ниске цементне серије до сада није дефинисано. Америчко друштво за испитивање и материјале (АСТМ) дефинише и класификује ватросталне ливене материјале на основу њиховог садржаја ЦаО.
Густа и висока чврстоћа су изванредне карактеристике серије ватросталних лива са мало цемента. Ово је добро за продужавање радног века и перформанси производа, али доноси и проблеме печењу пре употребе, односно лако може доћи до поливања ако не будете пажљиви током печења. Феномен пуцања тела може захтевати у најмању руку поновно изливање или може угрозити личну безбедност околних радника у тешким случајевима. Стога су разне земље такође спровеле различите студије о печењу ватросталних лива са мало цемента. Главне техничке мере су: формулисањем разумних кривих пећи и увођењем одличних агенаса против експлозије, итд., ово може да направи ватросталне ливене производе. Вода се елиминише глатко без изазивања других нежељених ефеката.
Технологија ултрафиног праха је кључна технологија за ватросталне материјале са мало цемента (тренутно је већина ултрафиних прахова који се користе у керамици и ватросталним материјалима заправо између 0,1 и 10 м, и углавном функционишу као акцелератори дисперзије и структурни згушњачи. Први чини честице цемента су високо дисперговане без флокулације, док ово последње чини микропоре у телу за изливање потпуно испуњеним и побољшава чврстоћу.
Тренутно најчешће коришћени типови ултрафиног праха укључују СиО2, α-Ал2О3, Цр2О3, итд. Специфична површина СиО2 микропраха је око 20 м2/г, а његова величина честица је око 1/100 величине честица цемента, тако да има добар својства пуњења. Поред тога, СиО2, Ал2О3, Цр2О3 микропрах, итд. такође могу да формирају колоидне честице у води. Када је присутан дисперзант, на површини честица се формира двоструки електрични слој који се преклапа да би се створило електростатичко одбијање, које превазилази ван дер Валсову силу између честица и смањује енергију интерфејса. Спречава адсорпцију и флокулацију између честица; у исто време, дисперзант се адсорбује око честица да би се формирао слој растварача, који такође повећава флуидност ливеног материјала. Ово је такође један од механизама ултрафиног праха, односно додавањем ултрафиног праха и одговарајућих дисперзаната може се смањити потрошња воде ватросталних лива и побољшати флуидност.
Стврдњавање и стврдњавање нискоцементних ватросталних материјала је резултат комбинованог деловања хидратационог и кохезионог везивања. Хидратација и стврдњавање калцијум алуминатног цемента су углавном хидратација хидрауличних фаза ЦА и ЦА2 и процес раста кристала њихових хидрата, односно они реагују са водом да формирају хексагоналне пахуљице или игличасте ЦАХ10, Ц2АХ8 и продукте хидратације као што су као кубни Ц3АХ6 кристали и Ал2О3ак гелови тада формирају међусобно повезану кондензационо-кристализациону мрежну структуру током процеса очвршћавања и загревања. Агломерација и везивање настају због активног СиО2 ултра финог праха који формира колоидне честице када се сусреће са водом и сусреће се са јонима који су полако дисоцирани од додатог адитива (тј. електролитне супстанце). Пошто су површинска наелектрисања ова два супротна, то јест, колоидна површина има адсорбоване противјоне, што доводи до смањења потенцијала £2 и долази до кондензације када адсорпција достигне „изоелектричну тачку“. Другим речима, када је електростатичко одбијање на површини колоидних честица мање од његове привлачности, долази до кохезивног везивања уз помоћ ван дер Валсове силе. Након што се ватростални материјал помешан са прахом силицијум диоксида кондензује, Си-ОХ групе формиране на површини СиО2 се осуше и дехидрирају да премосте, формирајући силоксанску (Си-О-Си) мрежну структуру, чиме се стврдњавају. У структури силоксанске мреже, везе између силицијума и кисеоника се не смањују како температура расте, тако да и снага наставља да расте. Истовремено, на високим температурама, структура мреже СиО2 ће реаговати са Ал2О3 умотаним у њу и формирати мулит, који може побољшати чврстоћу на средњим и високим температурама.
Време поста: 28. фебруар 2024
