Parmi les bétons réfractaires au silicium-aluminium, les bétons réfractaires avec une teneur en Al₂O₃ supérieure à 90 % appartiennent aux bétons réfractaires au corindon.
Principes de conception du corindon coulable
Ses combinaisons de matières premières se présentent sous de nombreuses formes, telles que
(1) Utiliser du corindon blanc comme granulat et poudre
(2) Utiliser de l'alumine lamellaire et de l'alumine dense (frittée) comme agrégat, et utiliser de l'alumine dense (frittée) comme poudre ;
(3) Le corindon sub-blanc/corindon brun est utilisé comme agrégat et l'alumine dense (frittée) est utilisée comme poudre ;
(4) Utilisez du corindon blanc et du clinker de super bauxite comme agrégat et du corindon blanc comme poudre.
Afin d'améliorer ses propriétés de matrice, la poudre de corindon blanc ou la poudre d'alumine en forme de plaque est généralement utilisée comme composition de poudre. Selon les exigences de la performance cible, le coefficient de distribution des particules (valeur q) est raisonnablement sélectionné comme rapport de particules correspondant de la formule. En combinaison avec les charges actives du système, la poudre de SiO₂ (souvent appelée fumée de silice, en abrégé uf-SiO2) ou la poudre active de -Al₂O₃ (en abrégé uf-Al₂O₃) est couramment utilisée. Selon les besoins de l'application, il peut généralement être formulé avec du ciment (LCC et ULCC) ou sans ciment (NCC). Le premier utilise du ciment ou du ciment et de la poudre superfine active comme liant, tandis que le second utilise de la poudre superfine active comme liant. En même temps, un tensioactif à haute efficacité (dispersant à haute efficacité et agent réducteur d'eau) est ajouté pour disperser le liant et la charge active et réduire la consommation d'eau.
D'une manière générale, la quantité totale (fraction massique) de poudre plus charge active (poudre ultrafine) est de 30 à 34 %. Lorsque le matériau est différent, la quantité de charge active sera différente, mais la quantité optimale de charge active se situe entre 4 % et 10 %. De plus, il est nécessaire d'ajouter des tensioactifs à haute efficacité (dispersant à haute efficacité et agent réducteur d'eau) pour disperser le liant et la charge active, afin que la suspension puisse obtenir une bonne fluidité et de meilleures performances de construction.
Dans les bétons réfractaires au corindon, la quantité de liant, de charge active et d'additifs est très faible, mais ce sont trois composants complémentaires très importants et indispensables. Le choix de chaque composant est devenu un facteur clé dans la maîtrise des propriétés rhéologiques. Ceci peut être réalisé en optimisant les additifs (dispersants à haute efficacité et agents réducteurs d'eau). Par exemple, plusieurs additifs (additifs composites) peuvent être ajoutés, dont chacun a une fonction différente pour modifier les propriétés rhéologiques du béton réfractaire au corindon.
Son processus de séchage
L'élévation de température pendant le processus de séchage est un processus très important et nécessite une opération prudente. Dans l'étape initiale de séchage, le f-H₂O est principalement évacué des pores. Au fur et à mesure que la température augmente, l'hydrate subira une série de processus de déshydratation et de changements dans la microstructure de la phase de liaison. Prenons l'exemple du béton réfractaire au corindon à faible teneur en ciment pour illustrer le processus de déshydratation et les changements de microstructure de la phase de liaison pendant tout le processus de chauffage et de séchage : ①Lorsque la température est comprise entre la température ambiante et 100 degrés, les produits d'hydratation du ciment se transforment progressivement en plus phase stable AH₃ et C₃AH₆, et décharge f-H2O ; ②entre 100~300 degrés/350 degrés, les phases AH₃ et C₃AH6 se décomposent progressivement en certains produits anhydres amorphes et déchargent f-H₂O(g) en même temps ; ③plus de 800 ~ Lorsque la température est supérieure à 900 degrés, les produits de décomposition des produits d'hydratation du ciment continuent de réagir avec certaines phases minérales de la matrice et forment finalement une phase liée à la céramique. Dans l'ensemble du processus, la résistance du matériau augmente continuellement, de manière à obtenir un corps coulable réfractaire idéal.
Béton réfractaire au corindon contenant du ciment
Les principaux produits des réfractaires Al₂O₃-CA₆ sont les bétons réfractaires en corindon lié au ciment et les bétons réfractaires en corindon à faible teneur en ciment. Ces deux types sont des systèmes de collage courants à base de ciment d'aluminate de calcium, qui se solidifient par hydratation à température ambiante. . Le CAC est en fait composé d'aluminates (CA, CA₂, etc.) à forte teneur en Al₂O₃.
Dans le CAC standard, c'est-à-dire lorsque la composition stoechiométrique rencontre CA₂, la réaction correspondante est :
CA plus Al₂O₃→CA₂
Les bétons réfractaires au corindon (CC/LCC) contenant du CAC seront convertis en -Al₂O₃ et CA₆ par un traitement à haute température ou lors d'une utilisation à haute température. À 1500 degrés, tous les composants CaO contenus dans le CAC seront convertis en CA6.
Par des expériences, on peut trouver que le coulable réfractaire Al₂O₃-CA₆ avec une micropoudre de silice ajoutée à la matrice commencera à produire une phase liquide lorsque la température atteint 1345 degrés, et sa phase stable est la mullite-anorthite-cristobalite. Lorsque le matériau est utilisé pendant une longue période dans des conditions supérieures à 1350 degrés, la situation de phase stable doit être prise en compte. Il convient de noter ici que le coulable réfractaire Al₂O₃-CA6 avec de la poudre de micro-silice ajoutée à la matrice présente l'avantage de produire une phase liquide à une température plus basse, ce qui peut donner à la production de matériau un effet de revêtement et peut réduire efficacement la pénétration du médium. Améliorer les propriétés élastoplastiques des produits à haute teneur en aluminium.
La combinaison entre le CA6 et l'Al₂O₃ fritté ou l'Al₂O₃ en forme de plaque est meilleure que celle entre lui et le corindon fondu, ce qui indique que la surface de l'agrégat d'Al₂O₃ fritté a une activité plus élevée que la surface du corindon fondu. Dans le même temps, les résultats expérimentaux montrent également que le béton réfractaire avec de l'Al₂O₃ fritté ou de l'Al₂O₃ en forme de plaque comme matière première principale a une résistance mécanique à température ambiante, une résistance à la flexion à haute température et une résistance aux chocs thermiques plus élevées que le béton réfractaire avec du corindon fondu comme matière première principale.
