电熔纯铝酸钙水泥在耐火材料中的发展和应用

 纯铝酸钙水泥在耐火材料中的发展和应用

    近些年来，高纯度的电熔纯铝酸钙水泥（CA）在耐火材料工业中的应用越来越广泛，其背后有着各种各样的推动因素，其中即包括耐火材料本身技术和产品结构的发展，同时也包括使用和消耗各种耐火材料工业领域不断增长和变化的求。

    中国的电熔纯铝酸钙水泥，在建国初期为国防建设需要而开始立项研究，并开创性地采用了回转窑烧结法生产纯铝酸钙水泥，产品主要用作耐火浇注料的结合剂，也成功的应用于火箭发射场地的导流槽材料．随着不定形耐火材料的技术进步对电熔铝酸钙水泥的性能要求也愈加增多，从而形成了系列性能各异的品种和型号。例如以天然铝矶土为原料的纯铝酸钙水泥系列，以工业氧化铝为原料的电熔纯铝酸钙水泥系列等等。

    特别是不定形耐火材料凭借其与定形耐火制品在经济上的优势而成为未来耐火材料工业发展的方向对于所有含有电熔纯铝酸钙水泥的不定形耐火材料而言，施工性能都是人们最为关心的要点之一。由于铝酸钙矿物水化时不产生Ca（OH）2，在受热时不会像硅酸盐水泥那样因氢氧化钙的脱水和吸水而产生体积变化，因此发展了在耐热和耐火混凝土中的应用。20世纪八十年代以后，不定形耐火材料在耐火材料行业中的比例迅速增加，电熔纯铝酸钙水泥作为结合剂的用量也日益增加。

    例如，浇注质量的好坏决定了施工村体的最终表现，浇注料的硬化性能则决定了现场的脱模时间和强度，而最大的烘干速率则很大程度上影响了升温时间和现场施工的工期本文在讨论几种典型配方的基础之上，探讨了如何优化含有电熔纯铝酸钙水泥的浇注料各项施工性能的措施，如硬化时间和升温速率等，从而进一步加强耐火材料村体的施工可靠性。与此同时，我们也将中国的一些实际做法与世界上其他一些地区如北美，日本和欧洲作以简单的比较。

    在过去的20余年中，高品质的电熔纯铝酸钙水泥在耐火材料领域的应用有了明显的增长。推动这种增长的有两个最重要的动力：技术的发展进步和消耗耐火材料工业的发展。技术的发展进步是指通过提供更多的、更加有效的耐火材料的解决方案，从而为最终的用户提供不断提高的价值和效益。

    其中，最为大家熟知的做法是：在不断提高产品的使用性能的同时降低产品的成本；不断的提高产品的质量来保障用户在生产上的灵活性，减少由耐火材料引起的检修和热停时间。而上述的这些要求也就直接导致了近些年来，耐火材料生产和施工方式的改变，从而也说明了人们对含有电熔纯铝酸钙水泥的不定形耐火材料十分感兴趣的原因。

     另外就是，消耗各种耐火材料的工业领域快速的发展也为不定型耐火材料的进步提供了强大的动力。包括电熔纯铝酸钙水泥结合制品在内的所有不定形耐火材料的发展是依赖于它们是否能向客户提供不断提升的性能和效益。根据统计，全球不定形耐火材料工业以每年2％的速度递增。而在今后，这个速度将会达到2％-4％。而4％的增长速度将会给象中国这样的国家的不定形耐火材料工业带来巨大的机遇。

    当CaO和AI203的合计达到99％以上CaO在35％以下形成的以铝酸一钙和铝酸二钙为主要矿物的水泥称为电熔纯铝酸钙水泥。这种水泥因纯度高，铝酸钙含量高，而具有优秀的品质，适宜用来配制使用温度1400℃以上的耐火浇注料。特别需要指出的是，随着低水泥浇注料的出现和迅速发展，对电熔纯铝酸钙水泥性能要求日益增多。纯铝酸钙水泥的技术含量也相应得到提升，形成了各生产厂各自的产品牌号系列。

 （1）以CA为主矿相，CA2为次要矿相。

（2）以CA和CA2为主矿相

（3）以CA为主矿相，C12A7为次要矿相。

（4）以CA和aA203为主矿相，C12A7为次要矿相。

（5）以CA和aA203为主矿相，CA2为次要矿相。

（6）以CA为主矿相，C2AS为次要矿相。

     电熔铝酸钙水泥是不定形耐火材料中用量最大的结合剂。特别是低水泥耐火浇注料的发展对铝酸钙水泥技术进步的影响非常巨大，由此诞生的一个铝酸钙水泥组群，它包含了大量的应用化学内容，例如铝酸钙水泥水化和硬化过程中的化学和物理化学内容及其控制问题；各种化学添加剂的应用问题；各种表面活性物质的选用问题：铝酸钙水泥和耐火骨料，和耐火基质料，和微粉之间在各温度下的化学反应等等。