以硅溶膠為結(jié)合劑時,由于硅溶膠凝聚過程中沒有水化-脫水過程,使?jié)沧⒘显陴B(yǎng)護過程中具有較好的體積穩(wěn)定性和強度;而且,硅溶膠中納米顆料具有較高的活性,易在低溫下(<100℃)燒結(jié),有利于提高澆注料的中溫強度。但是,硅溶膠是以凝聚方式產(chǎn)生的結(jié)合力,造成耐火澆注料的早期強度低,而且硅溶膠的流變性能較差,限制了硅溶膠在澆注料中的推廣應(yīng)用。因此,結(jié)合鋁酸鹽水泥和硅溶膠各自的優(yōu)勢,在鋁酸鹽水泥中添加少量硅溶膠,使膠汪料具有良好的施工性能和優(yōu)異的早期強度,同時具有優(yōu)異的中溫強度。武漢科技大學的研究人員以剛玉澆注料為研究對象,以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑,在鋁酸鹽水泥中添加少量的硅溶膠,研究硅溶膠含量對澆注料物相和徽觀結(jié)構(gòu)演化的影響,分析硅溶膠含量與澆注料物理性能之間的關(guān)系。
試驗采用跳桌法測試澆注料的流動值,測定試樣的顯氣孔率、體積密度、常溫耐壓強度、常溫抗折強度。
結(jié)果表明:1)鋁酸鹽水泥水化生成的Ca2+,促進硅溶膠的凝聚反應(yīng),使?jié)沧⒘系牧鲃又迪陆?。水泥水化作用和硅溶膠的凝聚作用使經(jīng)110℃養(yǎng)護后澆注料的抗折強度提高82.7%
2)硅溶膠中納米SiO2的填充效應(yīng)和低熔相的生成降低了澆注料的氣孔率和燒結(jié)溫度,提高顆粒的結(jié)合強度,使?jié)沧⒌某貜姸鹊玫酱蠓忍岣?。當添?%硅溶膠時,澆注料經(jīng)1100和1600℃熱處理后的抗折強度分別達到最大值23.0和46.7Mpa ,比未添加硅溶膠的澆注料的強度提高1倍左右。載荷-位移曲線進一步說明硅溶膠有助于澆注料的強韌化。
3)添加硅溶膠后,澆注料中顆料結(jié)合強度提高,氣孔尺寸減小,使裂紋擴展過程中尖端應(yīng)力得到緩和與釋放,使熱震后澆注料的殘余強度和殘余強度保持率分別提高了4.97MPA和37.41%.