Bahan tahan api cor dengan kandungan semen rendah dibandingkan dengan bahan tahan api cor semen aluminat tradisional. Jumlah penambahan semen pada bahan tahan api cor semen aluminat tradisional biasanya 12-20%, dan jumlah penambahan air umumnya 9-13%. Karena jumlah air yang ditambahkan tinggi, badan cor memiliki banyak pori, tidak padat, dan memiliki kekuatan rendah; karena jumlah semen yang ditambahkan besar, meskipun kekuatan normal dan suhu rendah yang lebih tinggi dapat diperoleh, kekuatan menurun karena transformasi kristal kalsium aluminat pada suhu menengah. Jelas, CaO yang dimasukkan bereaksi dengan SiO2 dan Al2O3 dalam bahan cor untuk menghasilkan beberapa zat dengan titik leleh rendah, yang mengakibatkan penurunan sifat suhu tinggi material.
Ketika teknologi bubuk ultrahalus, bahan tambahan berefisiensi tinggi, dan gradasi partikel ilmiah digunakan, kandungan semen dalam bahan cor dapat dikurangi hingga kurang dari 8% dan kandungan air dikurangi hingga ≤7%, sehingga dapat dibuat bahan cor tahan api seri semen rendah dengan kandungan CaO ≤2,5%, dan indikator kinerjanya umumnya melebihi bahan cor tahan api semen aluminat. Jenis bahan cor tahan api ini memiliki thixotropy yang baik, yaitu, bahan campuran memiliki bentuk tertentu dan mulai mengalir dengan sedikit gaya eksternal. Ketika gaya eksternal dihilangkan, bahan tersebut mempertahankan bentuk yang diperoleh. Oleh karena itu, bahan ini juga disebut bahan cor tahan api thixotropic. Bahan cor tahan api yang mengalir sendiri juga disebut bahan cor tahan api thixotropic. Termasuk dalam kategori ini. Arti pasti dari bahan cor tahan api seri semen rendah belum didefinisikan hingga saat ini. American Society for Testing and Materials (ASTM) mendefinisikan dan mengklasifikasikan bahan cor tahan api berdasarkan kandungan CaO-nya.
Kepadatan dan kekuatan tinggi adalah fitur unggulan dari bahan tahan api cor seri rendah semen. Ini bagus untuk meningkatkan masa pakai dan kinerja produk, tetapi juga menimbulkan masalah pada proses pemanggangan sebelum digunakan, yaitu, tumpahan dapat dengan mudah terjadi jika tidak hati-hati selama pemanggangan. Fenomena pecahnya badan material mungkin memerlukan pengecoran ulang, atau dalam kasus yang parah dapat membahayakan keselamatan pribadi pekerja di sekitarnya. Oleh karena itu, berbagai negara juga telah melakukan berbagai penelitian tentang pemanggangan bahan tahan api cor seri rendah semen. Langkah-langkah teknis utama adalah: dengan merumuskan kurva oven yang wajar dan memperkenalkan agen anti-ledakan yang sangat baik, dll., hal ini dapat membuat bahan tahan api cor menghilangkan air dengan lancar tanpa menyebabkan efek samping lainnya.
Teknologi bubuk ultrahalus adalah teknologi kunci untuk bahan cor tahan api seri semen rendah (saat ini sebagian besar bubuk ultrahalus yang digunakan dalam keramik dan bahan tahan api sebenarnya berukuran antara 0,1 dan 10 µm, dan terutama berfungsi sebagai akselerator dispersi dan pemadat struktur. Yang pertama membuat partikel semen terdispersi tinggi tanpa flokulasi, sedangkan yang kedua membuat pori-pori mikro dalam badan tuang terisi penuh dan meningkatkan kekuatan).
Saat ini, jenis bubuk ultrahalus yang umum digunakan meliputi SiO2, α-Al2O3, Cr2O3, dan lain-lain. Luas permukaan spesifik bubuk mikro SiO2 sekitar 20 m2/g, dan ukuran partikelnya sekitar 1/100 dari ukuran partikel semen, sehingga memiliki sifat pengisi yang baik. Selain itu, bubuk mikro SiO2, Al2O3, Cr2O3, dan lain-lain juga dapat membentuk partikel koloid dalam air. Ketika terdapat zat pendispersi, lapisan ganda listrik yang tumpang tindih terbentuk di permukaan partikel untuk menghasilkan tolakan elektrostatik, yang mengatasi gaya van der Waals antar partikel dan mengurangi energi antarmuka. Hal ini mencegah adsorpsi dan flokulasi antar partikel; pada saat yang sama, zat pendispersi teradsorpsi di sekitar partikel untuk membentuk lapisan pelarut, yang juga meningkatkan fluiditas bahan cor. Ini juga merupakan salah satu mekanisme bubuk ultrahalus, yaitu, penambahan bubuk ultrahalus dan dispersan yang sesuai dapat mengurangi konsumsi air pada bahan cor tahan api dan meningkatkan fluiditas.
Pengerasan dan pembentukan material tahan api cor rendah semen merupakan hasil dari gabungan aksi ikatan hidrasi dan ikatan kohesi. Hidrasi dan pengerasan semen kalsium aluminat terutama disebabkan oleh hidrasi fase hidraulik CA dan CA2 serta proses pertumbuhan kristal hidratnya, yaitu, bereaksi dengan air membentuk serpihan heksagonal atau berbentuk jarum CAH10, C2AH8 dan produk hidrasi seperti kristal kubik C3AH6 dan gel Al2O3aq kemudian membentuk struktur jaringan kondensasi-kristalisasi yang saling terhubung selama proses pengeringan dan pemanasan. Aglomerasi dan pengikatan disebabkan oleh bubuk ultrahalus SiO2 aktif yang membentuk partikel koloid ketika bertemu dengan air, dan bertemu dengan ion yang perlahan terdisosiasi dari aditif yang ditambahkan (yaitu zat elektrolit). Karena muatan permukaan keduanya berlawanan, yaitu, permukaan koloid telah menyerap ion lawan, menyebabkan potensial £2 menurun dan kondensasi terjadi ketika adsorpsi mencapai "titik isoelektrik". Dengan kata lain, ketika tolakan elektrostatik pada permukaan partikel koloid lebih kecil daripada tarikannya, ikatan kohesif terjadi dengan bantuan gaya van der Waals. Setelah bahan cor tahan api yang dicampur dengan bubuk silika dikondensasi, gugus Si-OH yang terbentuk pada permukaan SiO2 dikeringkan dan didehidrasi untuk membentuk struktur jaringan siloksan (Si-O-Si), sehingga mengeras. Dalam struktur jaringan siloksan, ikatan antara silikon dan oksigen tidak berkurang seiring peningkatan suhu, sehingga kekuatan juga terus meningkat. Pada saat yang sama, pada suhu tinggi, struktur jaringan SiO2 akan bereaksi dengan Al2O3 yang terbungkus di dalamnya untuk membentuk mullit, yang dapat meningkatkan kekuatan pada suhu menengah dan tinggi.
Waktu posting: 28 Februari 2024
