适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料

技术领域

本发明属于氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料技术领域。具体涉及一种适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料。

背景技术

水泥结合的Al

国内外技术人员为达到Al

阮国智等采用ρ-氧化铝(水硬性氧化铝)替代水泥产生早期强度，减少因水泥带来的低熔物(阮国智，周少坤，张智慧，尹明强，徐国纲；《无水泥铁沟浇注料的研制》，山东理工大学学报，2012，26(4)：pp76-80)，但是这种无水泥的铁沟浇注料存在：加水量大、ρ-氧化铝本身不稳定，ρ-氧化铝在浇注料中受环境温度影响，反应活性差别很大，凝固时间不易控制等问题，不适应冬季施工。

“一种致密型高强度SiAlON结合铁沟浇注料及其制作方法”(CN201410055772.5)专利技术，公开了一种致密型高强度SiAlON结合铁沟浇注料及其制作方法，包括以下组分且各组分质量份为：电熔致密刚玉：20～40份；棕刚玉：5～20份、碳化硅：4～12份；石墨：4～6份；氧化硅微粉：1～7份；氮化硅铁：4～6份；Al

“一种高炉出铁用无水泥铁沟浇注料及其制备方法”(CN201611150300.3)专利技术，公开了一种高炉出铁用无水泥铁沟浇注料，该浇注料按照一定比例将特级铝矾土、电熔棕刚玉、电熔致密刚玉、碳化硅颗粒、碳化硅粉、ρ-氧化铝超细粉、α-氧化铝超细粉、硅微粉、球状沥青、碳源、硅粉以及高效减水剂加入搅拌机中，干混搅拌1～2min，然后外加水，搅拌即可。本发明在无水泥引入的条件下，采用一部分特级铝矾土代替电熔棕刚玉，既达到了较高的通铁效果、同时也降低了原材料的成本，使铁沟浇注料具有好的常温和高温性能。但是这种无水泥的铁沟浇注料存在：ρ-氧化铝本身不稳定，ρ-氧化铝在浇注料中受环境温度影响，反应活性差别很大，凝固时间不易控制等问题，不适应冬季施工。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的在于提供一种加水量小、凝固时间短和施工现场安全性高的适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料，该浇注料不仅适用于冬季施工，且各项技术指标达到或能超过现有氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料。

所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量为：

施工环境的温度要求：环境温度和水温均小于15℃时方允许施工，施工完毕后，浇注体在33～38℃条件下养护至完全固化。

所述致密刚玉颗粒的粒度≤8mm；所述致密刚玉颗粒的Al

所述碳化硅的粒度≤1mm；所述碳化硅颗粒的SiC含量≥98.5％，Fe

所述球状沥青的粒度≤1.5mm。

所述氧化铝微粉的粒度≤1.2μm；所述氧化铝微粉的Al

所述二氧化硅微粉的粒度≤0.5μm；所述二氧化硅微粉的SiO

所述碳化硅粉的粒度为≤74μm；所述碳化硅粉的SiC含量≥98％。

所述硅粉的粒度≤45μm；所述硅粉的Si含量＞98.5wt％。

所述致密刚玉细粉的粒度≤74μm；所述致密刚玉细粉的Al

所述水溶性纤维的长度为6～12mm，直径为10～18μm。

所述轻烧镁粉的粒度≤74μm；所述轻烧镁粉的MgO含量≥92wt％。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比的有益效果为：

1、在氧化铝-碳化硅-碳质浇注料中使用二氧化硅微粉作为结合剂，完全替代水泥使浇注料产生足够的早期强度，降低了铁沟浇注料的加水量，高温抗折强度相比传统水泥结合浇注料提高一倍以上，各项技术指标达到并超过现有技术制备的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料，并且满足了冬季施工要求。

2、本发明引入轻烧镁粉，利用Mg

3、采用水溶性纤维解决了二氧化硅微粉作为结合剂的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料这种超致密体系的防爆裂问题，在冬季气温低、没有金属铝粉产生气体通道的前提下，使无水泥的氧化铝-碳化硅-碳质浇注料具备优良的防爆性能，满足无水泥浇注料现场快速烘烤的施工要求，安全性高。

因此，本发明不仅具有加水量小、凝固时间短和施工现场安全性高的特点，且致密性好、无水泥、热态强度高和各项技术指标达到或超过现有技术制备的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料，尤其是能完全满足冬季施工的要求。

具体实施方式

为下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。

一种适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料。所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量为：

施工环境的温度要求：环境温度和水温均小于15℃时方允许施工，施工完毕后，浇注体在33～38℃条件下养护至完全固化。

所述致密刚玉颗粒的Al

所述碳化硅颗粒的SiC含量≥98.5％，Fe

所述氧化铝微粉的Al

所述二氧化硅微粉的SiO

所述碳化硅粉的SiC含量≥98％。

所述硅粉的Si含量＞98.5wt％。

所述致密刚玉细粉的Al

所述水溶性纤维的长度为6～12mm，直径为10～18μm。

所述轻烧镁粉的MgO含量≥92wt％。

本具体实施方式中，下述组分的粒度在基体实施例中相同，恕不赘述：

所述致密刚玉颗粒的粒度≤8mm；

所述碳化硅的粒度≤1mm；

所述球状沥青的粒度≤1.5mm。

所述氧化铝微粉的粒度≤1.2μm；

所述二氧化硅微粉的粒度≤0.5μm；

所述碳化硅粉的粒度为≤74μm；

所述硅粉的粒度≤45μm；

所述致密刚玉细粉的粒度≤74μm；

所所述轻烧镁粉的粒度≤74μm。

实施例1

一种适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料。所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量为：

本实施例中：

所述致密刚玉颗粒：Al

所述碳化硅颗粒：SiC含量为98.9％；Fe

所述氧化铝微粉：Al

所述二氧化硅微粉的SiO

所述碳化硅粉的SiC含量为98.4wt％。

所述硅粉的Si含量为98.8wt％。

所述致密刚玉细粉的Al

所述水溶性纤维的长度为10mm，直径为12μm。

所述轻烧镁粉的MgO含量为93wt％。

本实施例的施工方法是：在环境温度为6℃和水温为4℃条件下，先按所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量配料，再加入占各组分质量和3.6的水，搅拌均匀，浇注成型；然后将浇注体在35℃条件下养护至完全固化。

本实施例所制得的浇注体的检测结果如表1所示。

表1 实施例1所得浇注体的性能检测结果

实施例2

一种适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料。所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量为：

本实施例中：

致密刚玉颗粒的Al

碳化硅颗粒的SiC含量为99.2％，Fe

氧化铝微粉的Al

二氧化硅微粉的SiO

碳化硅粉的SiC含量为98.7wt％。

硅粉的Si含量为99.1wt％。

致密刚玉细粉的Al

水溶性纤维的长度为8mm，直径为14μm。

轻烧镁粉的MgO含量为96wt％。

本实施例的施工方法是：在环境温度为8℃和水温为5℃条件下，先按所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量配料，再加入占各组分质量和3.8的水，搅拌均匀，浇注成型；然后将浇注体在34℃条件下养护至完全固化。

本实施例所制得的浇注体的检测结果如表2所示。

表2 实施例2所述浇注体的性能检测结果

实施例3

一种适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料。所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量为：

本实施例中：

致密刚玉颗粒的Al

碳化硅颗粒的SiC含量为99.2％，Fe

氧化铝微粉的Al

二氧化硅微粉的SiO

碳化硅粉的SiC含量为98.4wt％。

硅粉的Si含量为99.3wt％。

致密刚玉细粉的Al

水溶性纤维的长度为6mm，直径为13μm。

轻烧镁粉的MgO含量为92wt％。

本实施例的施工方法是：在环境温度为10℃和水温为7℃条件下，先按所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量配料，再加入占各组分质量和3.8的水，搅拌均匀，浇注成型；然后将浇注体在36℃条件下养护至完全固化。

本实施例所制得的浇注体的检测结果如表3所示。

表3 实施例3所述浇注体的性能检测结果

实施例4

一种适用于冬季施工的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料。所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量为：

本实施例中：

致密刚玉颗粒的Al

碳化硅颗粒的SiC含量为99.2％，Fe

氧化铝微粉的Al

二氧化硅微粉的SiO

碳化硅粉的SiC含量为99.1wt％。

硅粉的Si含量为99.4wt％。

致密刚玉细粉的Al

水溶性纤维的长度为9mm，直径为17m。

轻烧镁粉的MgO含量为93.7wt％。

本实施例的施工方法是：在环境温度为12℃和水温为8℃条件下，先按所述氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料各组分及其含量配料，再加入占各组分质量和3.7的水，搅拌均匀，浇注成型；然后将浇注体在37℃条件下养护至完全固化。

本实施例所制得的浇注体的检测结果如表4所示。

表4 实施例4所述浇注体的性能检测结果

本具体实施方式与现有技术相比的有益效果为：

1、在氧化铝-碳化硅-碳质浇注料中使用二氧化硅微粉作为结合剂，完全替代水泥使浇注料产生足够的早期强度，降低了铁沟浇注料的加水量，高温抗折强度相比传统水泥结合浇注料提高一倍以上，各项技术指标达到并超过现有技术制备的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料，并且满足了冬季施工要求。

2、本具体实施方式引入轻烧镁粉，利用Mg

3、采用水溶性纤维解决了二氧化硅微粉作为结合剂的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料这种超致密体系的防爆裂问题，在冬季气温低、没有金属铝粉产生气体通道的前提下，使无水泥的氧化铝-碳化硅-碳质浇注料具备优良的防爆性能，满足无水泥浇注料现场快速烘烤的施工要求，安全性高。

本具体实施方式所制得的浇注体的检测结果：

因此，本发明不仅具有加水量小、凝固时间短和施工现场安全性高的特点，且致密性好、无水泥、热态强度高和各项技术指标达到或超过现有技术制备的氧化铝-碳化硅-碳质无水泥浇注料，尤其是能完全满足冬季施工的要求。