不定形耐火材料常用添加剂——减水剂的作用机理及使用方法
发布时间：
2023-03-10 14:47
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在不影响不定形耐火材料和易性的前提下，能减少用水量；或者在不影响用水量的前提下，能增加不定形耐火材料的和易性；兼具以上两种性质的添加剂就称为减水剂，又称为分散剂。
减水剂的作用机理
1、改变粉体的物理化学性质
在不定形耐火材料工业中，通常把固体粒子(如水泥，粘土，超微粉等)作为分散剂，水作为分散介质，添加剂作为溶质处理。在这一体系中，粒子有一定的表面能，它具有从溶液中吸附电解质和表面活性剂而减少表面能的趋势，并导致系统处于稳定状态。正是粉体选择性地优先吸附减水剂离子，使水等易于分散在其表面上。
由于这一作用，使减水剂吸附在液体—气体，液体—固体等的界面上，降低界面能，破坏粒子的凝聚作用，粒子相对运动的摩擦阻力减少，从而提高泥料的流动性。
2、改变界面电动性质
固体颗粒在加水搅拌与凝聚硬化中，由于固体颗粒带异性电荷的吸引力，或者由于固体粒子在溶液中的热运动造成的棱角碰撞、吸附及粒子间的范德华作用力而引起凝絮状结构，包裹了大量的水。加入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于颗粒团表面，亲水基团指向溶液组成单分子膜或多分子膜，使粒子—水体系处于相对稳定的悬浮状态，絮状结构被分散，游离水也被释放出来。由于它可释放出凝聚结构中的游离水，故在保持浇注料流变性(作业性)的条件下，能使单位用水量减少，或在不改变单位用水量的条件下，改善作业性，使材料易于施工成型。
3、胶体粒子的胶溶
使胶体粒子从絮凝状态转变为溶胶状态，从而降低泥浆的流动阻力，提高了流动性。这只要加适当的电解质或减水剂均能实现。
因此，不定形耐火材料的减水剂或者是界面活性物质或者是含有界面活性物质，或者是与耐火材料表面发生化学作用而改变表面性质的物质。对前一类，减水剂必须同时带有憎水基团和亲水基团。
减水剂分类
按所配合的结合剂的种类不同，可以把减水剂分为粘土结合用减水剂，水泥结合用减水剂，溶胶凝胶结合用减水剂，超微粉结合用减水剂，磷酸盐和硅酸盐结合用减水剂。
按功能分类：有普通型，缓凝型，促凝型，引气型等。
按化学性质分类：有阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，非离子表面活性剂，高分子表面活性剂，无机盐表面活性剂。
铝酸盐水泥结合用的减水剂
铝酸盐水泥用的减水剂很多，但常用的有以下五大类：木质素类、萘系、水溶性树脂类、烃基羟酸盐及变体和衍生物的盐类、烷类、芳香磺酸盐类、无机盐及聚合物类。
在铝酸盐水泥耐火浇注料中，掺加MF、木钠、烷基磺酸盐等，有较好的减水效果，但缓凝较重，影响早期强度；当单独用酒石酸、柠檬酸和三聚磷酸钠等，泌水较大，能提高浇注料的密实性，但减水效果不大。因此，对于铝酸盐水泥浇注料来说，减水剂尽量复合使用。
耐火浇注料用的铝酸盐水泥品种不同，选择的外加剂及其用量也有区别，一般应提前做好试验，明确外加剂的种类及用量；在保证铝酸盐水泥耐火浇注料原有性能的前提下，掺加减水剂后可适当降低铝酸盐水泥用量，这样可降低耐火浇注料的成本，又因为低熔点物质带入减少，还能提高耐火浇注料的使用性能。
低水泥浇注料用减水剂
在低水泥耐火浇注料中，常采用的外加剂，主要是高效减水剂和分散剂，其品种有NNO、MF、NF、JN、SM，腐植柠檬酸和酒石酸及其盐类，三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和硼酸等，用量一般为0.03~1.0%。选用外加剂时，应与超微粉匹配，同时应考虑材料的来源、使用方便及其成本。一般来说，有机外加剂的减水和分散效果，优于无机外加剂。另外，还掺加如蓝晶石和硅线石等，以使低水泥耐火浇注料高温下呈微膨胀状态。
虽然在实践中减水剂对提高浇注料性能很有好处，但使用时仍应注意如下几点：
1、用量标准，避免出现材料分离、气泡的现象；
2、注意减水剂质量，以免影响浇注料的性能。
3、在使用中应采用后掺法，提高使用效果，同时易被水泥吸附；
4、搅拌时间：既要混匀，又要引气少，二者协调；
5、掺外加剂后应及时调整水泥用量及用水量。
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