Cementarm, ultra-laag cement en cementvrij gietmateriaal

In het begin van de jaren zeventig ontwikkelde Lafarge in Frankrijk met succes laagcement-kastbomen, gevolgd door de ontwikkeling van ultra-laagcement-kastbomen, die in de jaren tachtig wereldwijd toepassingen kregen.Er is geen uniforme standaard voor het categoriseren van deze kastables.Volgens de ASTM-normen in de Verenigde Staten worden ze gedefinieerd op basis van het CaO-gehalte in het product.

In tegenstelling tot conventionele vuurvaste kastels,laagcement- en ultralaagcement-vervalsementen vervangen calciumaluminaatcement gedeeltelijk of grotendeels door ultrafijne poeders met dezelfde of vergelijkbare chemische samenstelling als het hoofdmateriaal van de vervalsementenDaarnaast worden er kleine hoeveelheden dispersanten (waterreducenten) en vertraagde-instelling versnellers toegevoegd.

De vestigings- en verhardingsmechanismen van laagcement, ultralaagcement en cementvrije kastbladen verschillen van die van conventioneel calciumaluminatcement.Terwijl traditioneel cement voornamelijk afhankelijk is van hydratatiebinding, hebben laagcementen zowel hydratatie- als coagulatiebinding, zijn ultralaagcementen overwegend coagulatie-gebonden en zijn cementvrije castels volledig afhankelijk van coagulatiebinding.

Het principe achter de coagulatiebinding is als volgt: in silica-alumina-kastbladen met SiO2 ultrafijn poeder,het mengen van het poeder met water vormt colloïdale deeltjes als gevolg van de hoge activiteit van SiO2 ultrafijn poederHet oppervlak van deze colloïdale deeltjes dissociëert Si-OH-groepen in Si-O− en H+, waardoor de deeltjes een negatieve lading krijgen.Deze negatief geladen deeltjes adsorberen Al3+ en Ca2+ ionen die langzaam vrijkomen tijdens de hydrolyse van calciumaluminat.Wanneer de adsorptie het iso-elektrische punt bereikt (waar de colloïdale deeltjes neutraal zijn), ontstaat er coagulatie.het vormen van bindingen die door het drogen verharden.

Voordelen van laag-cement, ultra-laag-cement en cementvrij gietijzer:

1. Verminderd CaO-gehalte: Een lager CaO-gehalte vermindert de vorming van lage smeltfasen, verbetert de vuurvastheid, de hoogtemperatuursterkte en de slagwerendheid, waarbij cementvrije gietstenen een superieure prestatie bieden.
2. Lagere vermengingswaterbehoefte: Het water dat nodig is voor het mengen is slechts 1/2 tot 1/3 van dat voor conventionele vuurvaste kastbaarheden (ongeveer 4%­6%), wat resulteert in een lagere porositeit en een hogere bulkdichtheid.
3. Verbeterde kracht: Na het vormen en harden worden minimale of geen cementhydratatieproducten gegenereerd.de sterkte neemt geleidelijk toe bij sintering bij hogere temperaturen.

Aggregaten en poedermaterialen

laagcement, ultra laagcement en cementvrij kastbare materialen kunnen aggregaten en poeders van klei, hoog alumina, mulliet, corundum, koolstofhoudende materialen of siliciumcarbide gebruiken.De selectie van bindmiddelen zoals ultrafijn poeder of silica/alumina sol hangt af van de chemische samenstelling van het aggregaat.Bijvoorbeeld:

• Voor corundum-gebaseerde castles moet gebruik worden gemaakt van ultrafijn aluminapoeder of een combinatie van aluminiumpoeder en ultrafijn silicapoeder.
• Silica-alumina-castels kunnen alleen silica-ultrafijn poeder, een combinatie van silica en alumina-ultrafijn poeder of silica-sol als bindmiddel gebruiken.

Deze innovatieve gietijpen zijn een belangrijke vooruitgang op het gebied van vuurvaste materiaaltechnologie en bieden verbeterde prestaties en bredere toepassingen in industrieën met hoge temperaturen.