CÁC LOẠI VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHẤT PHÂN TÁN DÀNH CHO BÀN ĐÚC CHỊU LỬA

Chất phân tán được sử dụng rộng rãi trong vật liệu đúc chịu lửa. Nói chung, các chế độ xây dựng của vật đúc chịu lửa bao gồm đúc rung và đúc súng. Bằng cách cải thiện các đặc tính lưu biến của vật liệu đúc chịu lửa, thời gian thi công vật liệu đúc chịu lửa và cường độ lao động của công nhân có thể giảm xuống. Cách trực tiếp và hiệu quả nhất để cải thiện tính chất lưu biến của vật liệu đúc và giảm nhu cầu nước của vật liệu đúc là chọn chất phân tán thích hợp trong vật liệu đúc chịu lửa của hệ thống tương ứng.
Việc ứng dụng chất phân tán trong vật liệu đúc chịu lửa ban đầu dựa trên kinh nghiệm trong lĩnh vực bê tông. Vào những năm 1950, các chất khử nước lignosulfonate và natri polyphosphate bắt đầu được sử dụng trong vật liệu đúc chịu lửa để xây dựng rung động. 10 phần trăm ~ 15 phần trăm. Từ những năm 1960 đến những năm 1980, các hợp chất polysulfonate bắt đầu được sử dụng làm chất khử nước thế hệ thứ hai trong vật liệu đúc tự chảy và tỷ lệ giảm nước có thể đạt tới 20 phần trăm -25 phần trăm . Thế hệ thứ ba của chất siêu dẻo đặc biệt chủ yếu là các hợp chất polycarboxylate, có thể làm cho tỷ lệ khử nước đạt tới 20 phần trăm -30 phần trăm thông qua hiệu ứng cản trở không gian sau khi được hấp phụ trên bề mặt của các hạt. Vương và cộng sự. đã nghiên cứu ảnh hưởng của ba chất phân tán, naphthalene sulfonate, natri tripolyphosphate và acrylic polymer, đối với hình thái hydrat và tính chất đúc của xi măng CMA.
Ông phát hiện ra rằng các chất phân tán trong vật đúc liên kết với xi măng không chỉ có thể phân tán các hạt xi măng mà còn ảnh hưởng đến hình thái của các sản phẩm thủy hóa xi măng, do đó ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vật đúc. Lopes et al. đã sử dụng natri polyphotphat và axit xitric làm chất phân tán để điều chế vật liệu đúc kết hợp axit photphoric tự chảy. Ông tin rằng quá trình thủy phân chuỗi dài phân tử nhỏ của photphat trong natri polyphotphat có thể tăng tốc và cải thiện giá trị tự chảy của vật đúc. Badiee và Otroj et al. đã cố gắng cải thiện tính chất lưu biến của nó bằng cách kiểm soát hàm lượng silica sol trong vật đúc. Kết quả cho thấy rằng việc thêm 9 phần trăm -11 phần trăm khối lượng silica sol có thể cải thiện đáng kể giá trị tự chảy của vật đúc thêm 80-110 phần trăm . Anjos và cộng sự. đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất phân tán khác nhau (polyme dựa trên polyetylen glycol, axit xitric (CA) và natri tripolyphotphat (STPP)) đối với các đặc tính lưu biến của vật liệu đúc cho hệ nhôm-silica sol. Ông phát hiện ra rằng bốn chất phân tán này Tất cả các chất phụ gia đều có thể làm giảm độ nhớt của hệ thống; và thông qua thử nghiệm sốc, người ta thấy rằng chỉ FS10 mới có thể giảm mô đun lưu trữ và mô đun tổn thất của hệ thống, từ đó cải thiện hiệu suất thi công của mẫu. Zhu et al. tin rằng sol-combined castable cũng không cần sử dụng chất phân tán. Ở pH=10, silica sol có thể hoạt động như một chất phân tán để phân tán các hạt alumina thông qua tác động tĩnh điện để tạo thành một đặc tính chất lỏng Newton điển hình.
1. Phân loại chất phân tán
Có nhiều phương pháp phân loại chất phân tán, trong đó, dựa trên loại nhóm ưa nước, chúng có thể được chia thành năm loại: chất phân tán anion, chất phân tán cation, chất phân tán zwitterionic, chất phân tán không ion và chất phân tán hỗn hợp.
Chất phân tán anion chủ yếu dựa vào điện tích âm của chính chúng để tạo ra hiệu ứng tĩnh điện. Các nhóm ion phân ly được hấp phụ trên bề mặt của các hạt tích điện, làm thay đổi cấu trúc lớp điện tử kép ban đầu của chúng, làm tăng giá trị thế zeta của các hạt keo và cuối cùng là cải thiện tính ổn định của dung dịch. Ví dụ, natri tripolyphotphat (STPP), axit citric (CA), carboxylat và ngưng tụ natri naphthalene sulfonate formaldehyde (FDN).
Natri tripolyphotphat:
STPP là chất phân tán anion vô cơ có mật độ 0.3-0.9g/cm3 và có công thức hóa học là Na5P3O10. Cả hai đầu được kết thúc bằng Na2PO4. Cấu trúc của toàn bộ chất phân tán là tuyến tính. Độ hòa tan của nó lớn, giá trị pH của dung dịch nước nằm trong khoảng 8-10, dễ dàng bị thủy phân và các sản phẩm thủy phân là natri pyrophosphate, natri monohydrogen phosphate, natri dihydrogen phosphate và natri phosphate.
b Axit xitric:
CA là một hợp chất axit tricacboxylic, công thức hóa học là H3C6H5O7, có ba cộng H có thể bị ion hóa và chứa một phân tử nước tinh thể. Axit xitric tương đối mạnh.
Polycarboxylate là một loại chất phân tán có cấu trúc "lược" được hình thành nhân tạo bằng thiết kế phân tử. Trong chuỗi chính của polycarboxylate, có nhiều chuỗi phân nhánh với độ dài và độ cứng nhất định, và một số nhóm sulfonate có thể tích điện cho các hạt. Nó chủ yếu đạt được hiệu ứng phân tán của vật đúc bằng cách gây ra hiệu ứng cản trở không gian giữa các hạt. Ưu điểm của việc sử dụng polycarboxylate làm chất phân tán là hiệu quả giảm nước rõ ràng và hiệu quả giảm nước rất mạnh.
Sản phẩm tinh khiết của FDN là một loại bột màu trắng, thu được bằng cách sulfo hóa naphtalen và muối trung hòa ra khỏi natri hydroxit. Công thức phân tử là C10H7SO3Na, và khối lượng phân tử là 230,22. Ngược lại với chất phân tán anion. Sau khi phân ly trong nước, chất phân tán cation có thể tạo ra các nhóm tích điện dương hoạt động mạnh. Hai nhóm trong chất phân tán lưỡng tính đều là nhóm ưa nước, một trong số chúng tích điện dương (nhóm amino) và nhóm kia tích điện âm (nhóm carboxyl hoặc axit sulfonic), bởi vì các nhóm khác nhau có độ pH khác nhau. Nó tồn tại ở các dạng ion khác nhau ở giá trị thấp hơn, vì vậy có một điểm đẳng điện cho loại tác nhân hoạt động này. Các chất phân tán không ion không phân ly trong dung dịch nước, các nhóm ưa nước chủ yếu là các nhóm polyetylen glycol và độ phân cực của chất hoạt động được kiểm soát bởi số lượng các nhóm ưa nước.