MgO结合的高铝浇注料在干燥过程中常出现裂纹等问题,这是因为MgO水化生成Mg(0H)?,而MgO(ρMgO=3.5g/cm3)和Mg(OH)?(ρMg(OH)?=2.3g/cm3)的体积密度相差较大,水化反应会出现明显的体积膨胀,导致试样在养护与干燥过程中易于出现裂纹。为充分发挥MgO的水化优点,可以采取三种方法:①在浇注料组分凝固前,快速诱导Mg(0H)2的形成,此时,在成型的浇注料中仍然有足够的空间和一定的自由度,可以起到缓冲应力的作用;根据所设计的微观结构,使晶体生长;③通过螯合剂(例如羧酸等)增加了MgO表面的活性点,提高Mg(OH)(OH)对镁砂表面的成核率,从而限制了晶粒长大。
MgO持续水化生成Mg(0H)?的量越多就越会增加浇注料在加热过程中发生爆裂的风险。Mg(0H)?的分解温度较高,约380?420℃,当浇注料的透气性较低时,加热时会在浇注料中聚集较高的蒸汽压,引起浇注料爆裂损毁。
试 验
试验所用的主要原料有板状氧化铝骨料(d<6mm)、活性氧化铝(CT3000SG)、烧结氧化铝(CL370)和镁砂(M30-B,d<212μm)。外加剂有2羟基丙酸铝盐(0AS)、SioxX-Mag(SM,SiO? 35%、Al?O? 50%)、Refpac MIPORE20(MP,Al?O? 39%?43%、CaO 12%~15%、MgO 16%~20%)、聚合物纤维(PF,长度<6mm)、甲酸和分散剂CasLamenL?FS60。
首先取适量镁砂粉加蒸馏水制成悬浮液料浆为参考样,再制备含不同添加剂的MgO基悬浮液料浆进行对比研究,配比列于表1。取镁砂粉与添加剂加入蒸馏水在室温下搅拌5min后,浇注成少30mm×30mm的圆柱形试样,经30℃养护24h后脱模,脱模后将试样切为两部分,一部分研磨后进行分析,另一部分在110℃下干燥24h后进行分析。采用同步热分析仪进行热重-差热分析:试验温度30?600℃,加热速率为5℃/min,通入空气。其中含2羟基丙酸铝盐的试样在30℃、50℃、110℃保持24h及200?600℃热处理2h后进行固态AI核磁共振分析。选取试样进行XRD物相分析。