钙硅比对稳定镁白云石材料性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.05.009

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (5): 414-416.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.05.009

钙硅比对稳定镁白云石材料性能的影响

李祥(), 戚文豪, 孟维, 马成良(), 钟香崇

郑州大学材料科学与工程学院河南省高温功能材料重点实验室河南郑州 450052

收稿日期:2021-07-14 出版日期:2021-10-15 发布日期:2021-10-25
通讯作者: 马成良,男,1967年生,博士,教授。 E-mail: machengliang@zzu.edu.cn
作者简介:李祥:男,1995年生,博士研究生。E-mail: 810278056@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51472220,51872265)

Effect of calcia/silica ratio on properties of stabilized magnesia dolomite materials

Li Xiang(), Qi Wenhao, Meng Wei, Ma Chengliang(), Zhong Xiangchong

Henan Key Laboratory of High Temperature Functional Ceramics,School of Materials Science and Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou 450052,Henan,China

Received:2021-07-14 Online:2021-10-15 Published:2021-10-25
Contact: Ma Chengliang

摘要/Abstract

摘要：

以白云石、菱镁矿和硅石为初始原料,采用消化、二步煅烧工艺,制备稳定镁白云石合成料;在此基础上,制备了不同钙硅比(CaO、SiO₂质量比分别为2.6、2.8、3.0)的烧成稳定镁白云石试样,研究了钙硅比对稳定镁白云石材料性能的影响。结果表明:随着钙硅质量比的增大,试样的体积密度降低,抗热震性逐渐提高,但试样的水化质量增加率略有升高。降低钙硅比会影响镁钙材料的挂窑皮性能,主要是由于钙硅比较高时试样内有少量f-CaO存在,可以与水泥熟料反应从而提高粘接强度。因此,为满足该镁白云石材料在具有优异高温性能的同时,能够显著提高其抗水化性,选择最佳钙硅质量比为2.8。

关键词: 钙硅比, 稳定镁白云石, 抗水化性, 挂窑皮性能

Abstract:

The stabilized magnesia dolomite sands were prepared using dolomite,magnesite and silica as the starting materials,digesting and two-step calcining.Sintered stabilized magnesia dolomite specimens with different calcia/silica mass ratios (2.6,2.8 and 3.0,respectively) were further prepared.Effects of the calcia/silica ratios on properties of the stabilized magnesia dolomite materials were investigated.The results show that with the increase of the calcia/silica ratio,the bulk density of the specimens gradually decreases,the thermal shock resistance gradually increases,the hydration mass gain rate slightly increases.Reducing the calcia/silica ratio affects the coating adhesion performance of magnesia-calcia materials,mainly due to the presence of a small amount of f-CaO in the specimen when the calcia/silica ratio is high,which can react with cement clinker and thus enhance the bonding strength.In order to satisfy the magnesia dolomite material with excellent high temperature performance and obviously enhanced hydration resistance,the optimal calcia/silica ratio of 2.8 is selected.

Key words: calcia/silica ratio, stabilized magnesia dolomite materials, hydration resistance, coating adhesion properties

中图分类号:

TQ175

李祥, 戚文豪, 孟维, 马成良, 钟香崇. 钙硅比对稳定镁白云石材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2021, 55(5): 414-416.

Li Xiang, Qi Wenhao, Meng Wei, Ma Chengliang, Zhong Xiangchong. Effect of calcia/silica ratio on properties of stabilized magnesia dolomite materials[J]. Refractories, 2021, 55(5): 414-416.

图/表 7

表1 稳定镁白云石砂的配比

Table 1 Formulations of stabilized magnesia dolomite sands

原料	w/%
原料	钙硅质量比2.6	钙硅质量比2.8	钙硅质量比3.0
白云石	58.6	58.9	59.2
菱镁矿	30.6	32.5	34.4
硅石	10.8	8.6	6.4

表2 稳定镁白云石砂的性能

Table 2 Properties of magnesia dolomite sands

钙硅质量比	显气孔率/%	体积密度/(g·cm^-3)
2.6	4.23	3.10
2.8	3.82	3.12
3.0	5.61	3.06

表3 不同钙硅比的稳定镁白云石材料的性能

Table 3 Properties of stablized magnesia dolomite materials with different calcia/silica ratios

项目	LS0	MS0	HS0
水化质量增加率/%	0.16	0.17	0.35
线变化率/%	-5.12	-4.24	-1.01
显气孔率/%	13.21	15.44	24.4
体积密度/(g·cm^-3)	2.88	2.87	2.53
常温抗折强度/MPa	45.15	38.02	13.18
常温耐压强度/MPa	169.03	150.49	35.5
高温抗折强度/MPa	3.13	7.24	5.91
热震后强度保持率/%	34.87	38.31	41.25

图1 不同钙硅比试样的粘接强度

Fig.1 Bonding strength of samples with different C/S ratios

图2 不同钙硅比试样的XRD图谱

Fig.2 XRD patterns of samples with different C/S ratios

图3 稳定镁白云石材料的显微结构

Fig.3 SEM microphotographs of samples

表4 图3中各点的能谱分析结果

Table 4 EDS results of points in Fig.3

区域	x/%
区域	Mg	Ca	Si	Al	O
1	46.31	—	—	—	53.69
2	—	24.37	11.61	—	64.03
3	—	25.98	—	16.70	57.32
4	—	16.34	6.70	—	76.96

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