Применяемые для изготовления футеровки огнеупорные материалы и их важнейшие свойства, страница 21

Вязкость растворов жидкого стекла с модулем 2,63  в зависимости от  плотности, по данным  [54],  приведена в табл. 34.

Вязкость очень сильно возрастает при  плотности около 1,50.

Таблица 34

Вязкость растворов жидкого в зависимости от их плотности жидкого стекла.

Диаграмма  плавкости  системы  Na₂О  — SiО ₂ представлена на рис. 30.

Рис. 30.  Диаграмма плавкости  системы Na₂О—SiО₂

На диаграмме  отмечено  наличие трех  определенных  силикатов  натрия:  2Na₂О•SiО₂ (ортосиликат), Na₂О•SiО ₂  (метасиликат) и Na₂О•2SiО ₂ (дисиликат).

Ортосиликат натрия плавится при 1118 °С  инконгруэнтно  с выделением Na₂О  и образованием силикатного расплава,  обедненного щелочью:

2Na₂О•SiО₂  Na₂О₂ +жидкая фаза.

Первая эвтектика образуется ортосиликатом с метасиликатом  натрия с температурой  плавления   1022 °С. Вторая  эвтектика с температурой  плавления 846 °С получается из  смеси  мета- и дисиликата  натрия.  Третья эвтектика  образуется дисиликатом  натрия и кремнеземом с температурой плавления 793 °С.

Характеристика  промышленных сортов  жидкого стекла приводится в табл.  35.

Таблица  35

Характеристика жидкого стекла

Огнеупорные глины как связующие добавки должны обладать  хорошими  пластичными свойствами. Наиболее пластичны глины Часов-Ярского месторождения. Эти глины обладают  высокими  химико-коллоидальными свойствами. При некоторой концентрации суспензия глин, будучи оставлена на воздухе, затвердевает в  виде геля.

Вяжущие материалы относятся к упрочнителям, схватывающимся  на  воздухе. Наиболее употребительным для огнеупорной футеровки является глиноземистый цемент. Глиноземистый  цемент состоит  в  основном  из окислов А1₂О₃ и  СаО; в малых количествах содержатся окислы SiО₂, Fe₂О₃, MgO, TiО₂. В минералогическом составе глиноземистого цемента преобладают минералы монокальциевый  алюминат (СаО•А1₂О₃) и пятикальциевый трехалюминат (5СаО • 3А1₂О₃). Твердение глиноземистого цемента при  нормальной температуре в основном  представляется  следующими  химическими  реакциями:

2(СаО • А1₂О₃)+ 10Н₂О=2СаО • А1₂О₃ • 7Н₂О+А1₂О₃ • 3Н₂О;

2(5СаО• ЗА1₂О₃) + 38Н₂О =5 (2СаО•А1₂О₃•7Н₂О) + А1₂О₃•3Н₂О.

При  этом  сначала растворяются продукты реакции, а затем образуется коллоидная фаза, которая постепенно принимает вид тонкозернистой   массы.  Мельчайшие кристаллики  2СаО • А1₂О₃ • 7Н₂О  в  гелеобразной  массе А1₂О₃ •3Н₂О быстро увеличиваются  в размерах, образуя кристаллический сросток   2СаО•А1₂О₃•7Н₂О, и цемент твердеет.

Высокоглиноземистый  цемент  имеет более высокую температуру  плавления,  чем портландцемент, однако следует иметь в  виду, что  при его добавлении в набивные массы он снижает их огнеупорность. Так, огнеупорность  шамотной  массы  (наполнитель — шамот  с  36 % А1₂О₃)  в зависимости  от   количества добавки цемента снижается [55], как это показано в табл. 36.

Таблица 36

Огнеупорность шамотной набивной массы в зависимости от содержания цемента