Niedrigbeton, Ultra-niedrigbeton und zementfreie Verpackungen

Anfang der 1970er Jahre entwickelte Lafarge in Frankreich erfolgreich Niedrigzement-Castables, gefolgt von der Entwicklung von Ultra-Niedrigzement-Castables, die in den 1980er Jahren weltweit Anwendung fanden.Es gibt keinen einheitlichen Standard für die Kategorisierung dieser Castables.Nach den ASTM-Standards in den Vereinigten Staaten werden sie auf der Grundlage des CaO-Gehalts im Produkt definiert.

Im Gegensatz zu herkömmlichen feuerfesten Schiffen,Niedrigzement- und Ultra-Niedrigzement-Castables ersetzen Kalziumaluminatsement teilweise oder größtenteils durch ultrafeine Pulver mit der gleichen oder ähnlichen chemischen Zusammensetzung wie das Hauptmaterial des CastablesAußerdem werden kleine Mengen von Dispergierungsmitteln (Wasserreduktoren) und Verzögerungsbeschleunigern hinzugefügt.

Die Ein- und Härteverfahren von Niedrigzement-, Ultra-Niedrigzement- und Zementfrei-Kasteln unterscheiden sich von denen von herkömmlichem Kalziumaluminatsement.Während herkömmlicher Zement hauptsächlich auf Hydratationsbindung beruht, zeigen niedrige Zementbindungen sowohl eine Hydratation als auch eine Koagulierungsbindung, sind ultra-niedrige Zementbindungen überwiegend koagulierungsgebunden, und zementfreie Zementbindungen verlassen sich vollständig auf die Koagulierungsbindung.

Das Prinzip der Gerinnungsbindung ist wie folgt: Bei SiO2-Ultrafeinpulverhaltigen Silicium-Aluminiumoxid-KastelnDurch Mischen des Pulvers mit Wasser entstehen aufgrund der hohen Aktivität von SiO2 ultrafeinem Pulver kolloidale PartikelDie Oberfläche dieser kolloidalen Partikel trennt Si-OH-Gruppen in Si-O− und H+, wodurch die Partikel eine negative Ladung erhalten.Diese negativ geladenen Partikel adsorbieren Al3+ und Ca2+ Ionen, die während der Hydrolyse von Calciumaluminat langsam freigesetzt werden.Wenn die Adsorption den isoelektrischen Punkt erreicht (wo die kolloidalen Partikel neutral sind), tritt eine Gerinnung auf.Bindungen bilden, die durch Trocknen härten.

Vorteile von Niedrigzement, Ultra-Niedrigzement und zementfreien Kasteln:

1. Reduzierter CaO-Gehalt: Der niedrigere CaO-Gehalt verringert die Bildung von Niedrigschmelzphasen, erhöht die Feuerfestigkeit, die Hochtemperaturfestigkeit und die Schlackenbeständigkeit, wobei zementfreie Schlacken eine überlegene Leistung bieten.
2. Niedrigerer Mischwasserbedarf: Das Wasser, das für das Mischen benötigt wird, beträgt nur 1/2 bis 1/3 des Wasserbedarfs für herkömmliche feuerfeste Kasteln (ca. 4%­6%), was zu einer geringeren Porosität und einer höheren Schüttdichte führt.
3. Verbesserte Stärke: Nach der Formung und dem Aushärten entstehen nur minimale oder gar keine Zementhydratationsprodukte, wodurch eine signifikante Festigkeitsreduktion durch den Abbau der Hydratationsbindungen während des Erhitzens vermieden wird.Die Festigkeit steigt mit dem Sintern bei höheren Temperaturen allmählich.

Aggregat- und Pulvermaterialien

Niedrigzement, ultra-niedrigzement und zementfreie Castles können Aggregate und Pulver aus Ton, hohem Aluminiumoxidgehalt, Mullit, Korund, kohlenstoffhaltigen Materialien oder Siliziumkarbid verwenden.Die Auswahl von Bindemitteln wie ultrafeinem Pulver oder Silizium/Alumina-Sol hängt von der chemischen Zusammensetzung des Aggregats abZum Beispiel:

• Bei der Herstellung von Korund-basierten Schleppwaren sollte ein Aluminiumoxid-Ultrafeinpulver oder eine Kombination aus Aluminiumoxid und Siliziumsilikamol-Ultrafeinpulver verwendet werden.
• Silica-Alumina-Kasteln können Silica-Ultrafeinpulver allein, eine Kombination aus Silica- und Alumina-Ultrafeinpulver oder Silica-Sol als Bindemittel verwenden.

Diese innovativen Vergütungen stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Feuerfeststofftechnologie dar und bieten eine verbesserte Leistung und breitere Anwendungen in hochtemperaturen Industriezweigen.