專利名稱：含有反應(yīng)性偏高嶺土水泥附加劑的耐火體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火澆注料，更確切地說，涉及一種包含反應(yīng)性偏高嶺土水泥附加劑的耐火澆注體系，其中反應(yīng)性偏高嶺土水泥附加劑用于改善該體系的性能和用于降低該體系的鋁酸鈣含量。
背景技術(shù)：
高級的耐火澆注料被設(shè)計成具有可操作性，以滿足范圍很寬的環(huán)境和溫度條件。除操作性能外，所控制的性能例如硬化時間、硬化動力學和流變性也是重要的。在這方面，更高級的耐火澆注料使用水泥附加劑以便改善或控制這些性能。在水化期間，水泥附加劑基本上與水硬性膠結(jié)料體系例如鋁酸鈣水泥相互配合，因此影響耐火澆注料的性能例如可加工性、硬化時間和早期強度。如同所有的水硬性膠結(jié)料一樣，鋁酸鈣水泥的化學和礦物組成通常決定該體系的流變性、反應(yīng)性和耐火度。然而，這并不意味著耐火材料的硬化時間和流動性在給定的水灰比下僅取決于所使用的水泥。除水泥之外的組分例如水泥附加劑主要影響耐火體系的硬化時間和流動性。
對于耐火組合物，所使用的大多數(shù)水泥附加劑通常被稱作“促凝劑”、“緩凝劑”和“增塑劑”(減水劑)。促凝劑通常加速或加快耐火材料的硬化時間，而緩凝劑通常降低耐火材料的硬化時間。增塑劑被用于減少耐火材料中使用的水量，并且主要影響耐火材料的流動性。緩凝劑和促凝劑的組合是可能的，并且在大多數(shù)情況下被推薦使用。在這方面，這二種效應(yīng)必然是相互抵消的，但是這二種效應(yīng)在不同的水化階段影響耐火材料以獲得足以允許形成這種材料的加工時間，隨后該材料快速硬化。水泥附加劑不僅與鋁酸鈣水泥相互配合，而且與耐火材料中存在的細反應(yīng)性材料甚至與集料相互配合。因此，加工時間、硬化時間和硬化可以通過緩凝劑/促凝劑混合物來控制以提供一種更令用戶滿意的水化動力學的控制。
通常不被認為是“水泥附加劑”的細的反應(yīng)性填料例如反應(yīng)性氧化鋁或硅灰也影響耐火材料的流變性、硬化時間，甚至物理性能。在這方面，一些反應(yīng)性填料由于它們與水泥和水泥附加劑的相互配合顯示出與傳統(tǒng)水泥附加劑的作用非常類似的作用。
本發(fā)明提供一種包括被用于代替部分鋁酸鈣水泥的基于反應(yīng)性偏高嶺土的水泥附加劑或填料的耐火體系，其中基于偏高嶺土的填料提高耐火體系的澆注性能，以及與耐火體系的流變性、硬化時間和硬化動力學相關(guān)的性能。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，這里提供一種用于降低含鋁酸鈣水泥的耐火澆注料中的鋁酸鈣水泥含量的水泥附加劑。該水泥附加劑包括平均顆粒尺寸小于約3.0微米的粉狀、無定形偏高嶺土和約20重量％的平均顆粒尺寸小于45微米的二氧化硅微粒。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這里提供一種用于降低含鋁酸鈣水泥的耐火澆注料的鋁酸鈣水泥含量的水泥附加劑。該水泥附加劑包括平均顆粒尺寸約3.0微米的粉狀無定形偏高嶺土、平均顆粒尺寸小于45微米的無機細填料材料、水溶性有機分散劑和改善硬化的摻加劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這里提供一種在耐火澆注料使用的水泥附加劑，該水泥附加劑包括約75至約83重量％的平均顆粒尺寸小于約45微米的粉狀、無定形偏高嶺土和約17至約25重量％的平均顆粒尺寸小于約45微米的無機細填料材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這里提供一種用于耐火澆注料的水泥混合物，該水泥混合物包括約50至75重量％的鋁酸鈣水泥、約20至40重量％的無定形偏高嶺土和約5至10重量％的二氧化硅微粒。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，這里提供一種用于耐火澆注料的水泥混合物，其包括鋁酸鈣水泥和含量約是所述鋁酸鈣水泥的約40至約60重量％的偏高嶺土基水泥附加劑。偏高嶺土基水泥附加劑包括約70至約85重量％的無定形偏高嶺土粉末和約17至約25重量％的選自二氧化硅微粒、反應(yīng)性氧化鋁和粉煤灰的細填料。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這里提供一種與耐火澆注料一起使用的水泥混合物，其包括氧化鋁含量是約45至約80重量％的純鋁酸鈣水泥和水泥附加劑，該水泥附加劑由約70至約85重量％的粉狀無定形偏高嶺土和約15至30重量％的二氧化硅微粒組成，其中約99％的粉狀偏高嶺土的顆粒尺寸約是45微米或更小，約99重量％的二氧化硅微粒的顆粒尺寸約是45微米或更小。該水泥附加劑的含量是所述鋁酸鈣水泥的約40至60重量％。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，這里提供一種耐火澆注混合料，其由耐火集料和顆粒、約10至30重量％的高氧化鋁含量的鋁酸鈣水泥、由約4重量份和約1重量份二氧化硅微粒組成的含量是鋁酸鈣水泥的約50重量％的反應(yīng)性水泥附加劑、分散劑和改善硬化的二元摻加劑組成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這里提供一種耐火澆注混合料，其包括約60至80重量％的耐火集料或顆粒、約10至30重量％的鋁酸鈣水泥、約4至18重量％的粉狀無定形偏高嶺土和約1至5重量％的選自二氧化硅微粒、反應(yīng)性氧化鋁和粉煤灰的細填料，其中約99％的偏高嶺土的顆粒尺寸小于約45微米，約99％的填料的顆粒尺寸小于約45微米。
本發(fā)明的目的是提供一種用于含鋁酸鈣水泥的耐火體系的反應(yīng)性水泥附加劑。
本發(fā)明的另一目的是提供上述水泥附加劑，改善耐火體系的流變性、加工時間、硬化時間、早期強度和其它性能。
本發(fā)明的又一目的是提供上述水泥附加劑，其提高耐火體系的后熱處理的物理性能。
本發(fā)明的又一目的是提供一種上述水泥附加劑，其用于代替部分耐火體系中存在的鋁酸鈣水泥。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述水泥附加劑，其主要由高反應(yīng)性、無定形偏高嶺土組成。
本發(fā)明的又一目的是提供一種上述水泥附加劑，其代替鋁酸鈣水泥加入來降低耐火體系的水泥含量和水含量。
本發(fā)明的又一目的是提供一種用于耐火澆注料的水泥混合物，其部分由高反應(yīng)性的無定形偏高嶺土形成。
本發(fā)明的另一目的是提供一種包括耐火集料、鋁酸鈣水泥和主要由無定形偏高嶺土組成的水泥附加劑的耐火體系。
通過下面優(yōu)選實施方案的描述本發(fā)明這些目的和其它目的將變得更清楚。
優(yōu)選實施方案的描述本發(fā)明涉及一種有利地與含鋁酸鈣水泥的耐火澆注料一起應(yīng)用的反應(yīng)性混合物。本發(fā)明試圖將反應(yīng)性混合物作為1)一種水泥附加劑，加入耐火澆注料中以代替部分鋁酸鈣水泥，2)鋁酸鈣水泥混合物中的組分，以及3)耐火澆注料體系中的組分。根據(jù)本發(fā)明，高反應(yīng)性偏高嶺土和二氧化硅微粒的混合物可以作為耐火“填料”、作為鋁酸鈣水泥的組分或者作為含鋁酸鈣水泥的耐火澆注料中的組分使用。
本發(fā)明特別地涉及無定形偏高嶺土的用途，正如在1997年2月14日申請的受讓人的待審申請(序列號08/800,620)中公開的一樣，該申請的公開內(nèi)容在此引用以供參考。序列號為08/800,620的申請公開了一種通過控制高嶺土的加工來制備的特定的無定形偏高嶺土材料。在上述申請中描述的方法制備一種高反應(yīng)性偏高嶺土，其無定形區(qū)具有非常高的內(nèi)孔隙率和表面積。該偏高嶺土的無定形區(qū)具有更大的表面積，該表面積用于與水泥水化和水解的有害堿性產(chǎn)物反應(yīng)。
通過序列號為08/800,620的申請中描述的方法制備的偏高嶺土具有可以通過常規(guī)X-射線衍射技術(shù)識別的無定形區(qū)。偏高嶺土的無定形區(qū)產(chǎn)生可識別的X-射線圖譜，該圖譜表示集中在2θ等于約22°、37°和46°處的無定形峰值。在2θ等于12°和24.5°處不存在主要的高嶺土峰，這表明主要是羥基損失。X-射線圖譜表明，在21°和26.5°處的最大值表示結(jié)晶的二氧化硅(SiO2)。在2θ等于25°的最大值表示存在銳鈦礦。正如眾所周知的一樣，寬的峰值是無定形材料缺少長程有序的結(jié)果。獲得的偏高嶺土結(jié)構(gòu)也可以通過表示在3695厘米-1、3620厘米-1和3650厘米-1處的吸收帶的紅外吸收技術(shù)來鑒定。
在在先的申請中公開的煅燒方法旨在通過分解方法破壞高嶺土的微晶結(jié)構(gòu)(例如從高嶺土中除去羥基和氫離子)以形成具有非常高的內(nèi)孔隙率和表面積的無定形結(jié)構(gòu)。正如在1997年2月14日申請的序列號為08/800,620的申請中公開的一樣，煅燒過程是通過保持燒失量在預(yù)定水平來控制的。
通過上述煅燒方法制備的無定形偏高嶺土的測定的堆積密度是約1.5克/平方厘米至1.75克/平方厘米，并且測定的孔隙率是約30至45％。對按照上述申請序列號08/800,620中公開的煅燒方法制備的未篩分的偏高嶺土進行試驗。該試驗在顆粒尺寸是0.5至2.5毫米的顆粒上進行。這些未篩分的偏高嶺土顆粒的堆積密度是約1.63克/平方厘米和孔隙率是約38％。
根據(jù)本發(fā)明，使無定形高嶺土(按照在序列號為08/800,620的申請中公開的方法制備的)粉化成粉末狀，其中該粉末具有預(yù)定的顆粒尺寸的統(tǒng)計分布。特別地，顆粒尺寸以待與它一起使用的鋁酸鈣水泥組分的間距為基礎(chǔ)。換言之，優(yōu)選選定粉狀偏高嶺土的顆粒尺寸范圍大小以鑲嵌在鋁酸鈣水泥顆粒中。優(yōu)選，將偏高嶺土粉化至顆粒尺寸小于水泥組分的。在這方面，重要的是粉狀偏高嶺土比水泥組分的顆粒細，以確保在水泥硬化時，水泥中的產(chǎn)生有害氫氧化鈣的硅酸三鈣(Ca3SiO5)顆粒具有一個被反應(yīng)性偏高嶺土顆粒包圍的環(huán)境。
根據(jù)本發(fā)明，偏高嶺土的顆粒尺寸優(yōu)選是約5至15微米。同樣重要的是偏高嶺土的顆粒尺寸不能太細。在這方面，較高的水灰比對耐火組合物的性能產(chǎn)生不利影響。因此，在本發(fā)明中，偏高嶺土的顆粒尺寸是重要的。根據(jù)本發(fā)明，騙供高嶺土方面的顆粒尺寸分布如下；+325目(45微米)篩的篩余量小于1重量％；約90％的粉狀偏高嶺土的顆粒尺寸是約15微米或更小；約50％粉狀偏高嶺土的顆粒尺寸是約5微米或更??；以及約10％的粉狀偏高嶺土的顆粒尺寸是2微米或更小。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，偏高嶺土粉末的組成如下
<p>本發(fā)明優(yōu)選實施方案中偏高嶺土的物理性能如下<
>在含純鋁酸鈣水泥(無分散劑和無改善硬化的摻加劑的鋁酸鈣水泥)耐火澆注料體系中加入無定形偏鋁酸鈣使該耐火澆注料特別快速地硬化，從而使其不適合于實際應(yīng)用。基本上，加入偏高嶺土的耐火澆注料硬化而無能夠處理耐火材料和使之成型的足夠的加工時間。為了允許有足夠的加工時間、合適的流動性和可接受的硬化時間，優(yōu)選配合無定形偏高嶺土使用分散體系和改善硬化的二元摻加劑體系。
根據(jù)本發(fā)明，分散體系優(yōu)選由以無機細填料形式存在的分散劑和有機分散劑組成。無機細填料的反應(yīng)性顆粒尺寸優(yōu)選小于45微米。對此可以使用材料例如粉煤灰、反應(yīng)性氧化鋁和二氧化硅微粒。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，優(yōu)選使用二氧化硅微粒。二氧化硅微粒除作為填料外，還被認為有助于在濕混合階段分散無定形偏高嶺土，以促進偏高嶺土更均勻地分布和改善流變性。優(yōu)選地，與偏高嶺土一起加入的細填料的含量是足以在濕混合期間使偏高嶺土在耐火體系中均勻分布的最低含量。根據(jù)本發(fā)明，偏高嶺土和二氧化硅微粒的比例是約3重量份偏高嶺土約1重量份二氧化硅微粒至約5重量份偏高嶺土約1重量份二氧化硅微粒。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，以約4重量份偏高嶺土約1重量份二氧化硅微粒的比例在偏高嶺土中加入二氧化硅微粒。優(yōu)選二氧化硅微粒的顆粒尺寸小于45微米。在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，二氧化硅微粒的物理性能如下
二氧化硅微粒具有如下的化學組成
有機分散劑優(yōu)選以水溶性聚合物的形式存在。在下面待討論的實施例中，使用低分子量(93,500)聚丙烯酸酯聚合物分散劑作為有機分散劑，其是由R.T.Vanderbilt Inc以注冊商標DARVAN811D出售的。DARVAN811D分散劑是一種干燥的顆粒狀材料，其堆積密度是35至40lbs/ft3(0.56-0.64克/立方厘米)。DARVAN811D的5％溶液的pH值是約7.9至9.5。當然，應(yīng)該意識到，也可以使用其它有機分散劑，并且發(fā)現(xiàn)它們在偏高嶺土或耐火體系中的有利的應(yīng)用，這一發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
下面討論改善硬化的二元摻加劑，這樣的摻加劑用于改善耐火澆注料體系的性能，更確切地說，用于改善耐火澆注料體系的加工時間、硬化時間和硬化動力學。根據(jù)本發(fā)明，改善硬化的二元摻加劑包括用于減少耐火澆注料的硬化時間以便使該材料具有足夠加工時間的緩凝劑、該緩凝劑優(yōu)選選自硼酸、檸檬酸和酒石酸。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，使用硼酸作為緩凝劑。根據(jù)本發(fā)明，使用促凝劑例如碳酸鋰來使耐火材料在足夠的加工時間之后快速硬化。根據(jù)本發(fā)明，緩凝劑和促凝劑的加入量應(yīng)該足以提供至少1小時的加工時間和穩(wěn)定的流動性，并且之后的硬化時間是2至6小時。
如上所述，在耐火澆注料體系中可以使用偏高嶺土/二氧化硅微粒代替部分鋁酸鈣水泥，或者作為鋁酸鈣水泥中的組分進行混合，或者作為含鋁酸鈣水泥的耐火體系中的組分進行混合。
下面的實施例進一步描述本發(fā)明，表示在耐火澆注料中加入偏高嶺土/氧化硅的情況。實施例對使用偏高嶺土/二氧化硅微?；旌衔锏哪突饾沧⒘系男阅芎筒皇褂闷邘X土/二氧化硅微?；旌衔锏念愃颇突鸩牧系男阅苓M行比較。下面的實施例和試驗結(jié)果僅用于說明，并且除非另有說明，比例用重量％表示。在下面的實施例中，顆粒尺寸以泰勒標準篩號表示，其中例如符號“3.5/100M”表示顆粒尺寸小于3.5泰勒標準篩號，但是大于100泰勒標準篩號，符號“-100M”表示顆粒尺寸小于100泰勒標準篩號。實施例1在常規(guī)的70％Al2O3澆注料中使用偏高嶺土<
<p>實施例1(續(xù))<
<p>實施例1(續(xù))
實施例2在常規(guī)的60％Al2O3澆注料中使用偏高嶺土
實施例2(續(xù))
實施例2(續(xù))
實施例1和2表明由偏高嶺土/硅灰組成的水泥附加劑可以代替約33.3％的現(xiàn)有的常規(guī)澆注料中的水泥，從而降低澆注料的成本，而不會明顯影響澆注性能和物理性能。在這方面，耐火混合料A和C的加工時間和沉凝時間分別僅略長于混合料B和D。然而，分別與混合料B和D相比，混合料A和C的熱彈性模量@2000°F和@2500°F較高。因此實施例1和2中的混合料A和C表明偏高嶺土/硅灰體系可用于代替耐火混合料中的部分鋁酸鈣水泥。
在混合料A和C中，使用由Alcoa Industrial Chemicals以商業(yè)名稱“CA-25C”制備和出售的80％Al2O3的鋁酸鈣水泥。該80％Al2O3鋁酸鈣水泥包括用于控制加工時間和硬化時間的封裝的摻加劑。因此，混合料A和C顯示，本發(fā)明的偏高嶺土/硅灰體系可以有利地與現(xiàn)有的包含混合水泥附加劑的已制成的封裝鋁酸鈣水泥一起使用。
在混合料A和C中，增塑劑也可用于改善耐火澆注料的澆注性能?？梢允褂酶鞣N不同的增塑劑。但是在上述混合物中，使用的是Borden和Remington，Inc.出售的MX2026表面活性劑。實施例3在常規(guī)的50％Al2O3澆注料中使用偏高嶺土
<p>實施例3(續(xù))<
<p>實施例3(續(xù)
>實施例3的混合料E表明偏高嶺土/硅灰體系可以代替50％氧化鋁澆注混合料中的反應(yīng)性較高的鋁酸鈣水泥。這里使用的術(shù)語“反應(yīng)性較高”是指其中不含影響澆注料的加工時間和硬化時間的任何摻加劑的純鋁酸鈣水泥。在混合料E中，使用60％Al2O3鋁酸鈣水泥。在耐火混合物中加入的偏高嶺土/硅灰體系需要有機分散劑以便于耐火混合物的濕混合。使用DARVAN811D。因為水泥不包含摻加劑，所以加入硼酸以克服偏高嶺土/硅灰體系在耐火混合料上產(chǎn)生的快速硬化和提供較長的加工時間。
混合料E的初凝時間比無偏高嶺土/硅灰體系的對比澆注混合料(混合料F)的初凝時間長，而在降低成本的條件下混合料E的物理性能比對比澆注混合料F的好。實施例4在含有二元硬化改善摻加劑的常規(guī)50％Al2O3澆注料中使用偏高嶺土實施例4
實施例4(續(xù))
實施例5在含有二元硬化改善摻加劑的常規(guī)60％Al2O3澆注料中使用偏高嶺土
<p>實施例5(續(xù))<
<p>實施例5(續(xù))
實施例4的混合料G表明偏高嶺土/硅灰體系可用于50％氧化鋁澆注料中。偏高嶺土/硅灰體系可以取代約33.3％的純60％氧化鋁的鋁酸鈣水泥。在混合料I中，在60％氧化鋁澆注料中使用偏高嶺土/硅灰體系，并且偏高嶺土/硅灰體系代替約33.3％的純70％Al2O3的鋁酸鈣水泥。
在混合物G和I中，使用二元硬化改善摻加劑來改善耐火混合料的加工時間和硬化時間。在混合料G和I中，二元硬化改善摻加劑由硼酸和碳酸鋰組成。與混合料E相比，對于混合料G和I來說，使用二元硬化改善摻加劑降低混合料的硬化時間。混合料G和I包括碳酸鋰，該碳酸鋰被認為產(chǎn)生與類似的無偏高嶺土/硅灰體系的耐火混合料(即分別是混合料H和J)相比可接受的硬化時間和加工時間。然而，混合料G和I與無偏高嶺土/硅灰體系的可比澆注混合料(分別是混合料H和J)相比在物理性能上有所改進。在這方面，混合料G是一種在加熱至1500°F之后性能改善的耐火混合料，并且發(fā)現(xiàn)可有利地在許多需要低成本的具有高強度和耐磨性的可泵送耐火混凝土的工業(yè)應(yīng)用中使用。
上述實施例1至5表明粉狀無定形偏高嶺土可以用于代替耐火混合料中存在的部分鋁酸鈣水泥。粉狀無定形偏高嶺土作為部分耐火體系使用可以降低耐火混合料中的鋁酸鈣水泥的用量，并且在大多數(shù)情況下減少水用量。根據(jù)耐火混合料和所使用的鋁酸鈣水泥，需要分散劑體系和二元硬化改善摻加劑來改善耐火混合料的流變性和流動性。上述實施例表明粉狀無定形偏高嶺土與分散劑體系和二元硬化改善摻加劑一起使用可以顯著地提高耐火混合料的物理性能，同時通過省去昂貴的鋁酸鈣水泥而降低整體成本。如上所述，當與增塑劑和/或促凝劑和緩凝劑配合使用時，含硅灰的粉狀無定形偏高嶺土體系可以有利地與含摻加劑的水泥體系以及純的水泥一起使用。
除上述優(yōu)點和益處外，業(yè)已發(fā)現(xiàn)在耐火混合料中使用粉狀無定形偏高嶺土可以獲得一種具有流動性和有助于濕法噴漿混凝土的性能的濕耐火混合料。在這方面，雖然加入粉狀無定形偏高嶺土時一般需要少量水，但是潤濕的耐火混合料填充具有改善的流動性。在這方面，可以認為細偏高嶺土顆粒與細硅灰一起提高耐火混合料的流動性。
上面的描述是本發(fā)明特定的實施方案。應(yīng)該理解描述該實施方案僅是出于說明的目的，本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員可以進行各種不同的改變和改進而不會偏離本發(fā)明的旨在和范圍。所有的這些改進和改變均包括在本發(fā)明所要求的等效的保護范圍中。
權(quán)利要求
1.降低含鋁酸鈣水泥的耐火混合料中的鋁酸鈣水泥含量的水泥附加劑，所述水泥附加劑包括平均顆粒尺寸約是3.0微米的粉狀無定形偏高嶺土和約20重量％的顆粒尺寸小于45微米的二氧化硅微粒。
2.權(quán)利要求1的水泥附加劑，其中所述水泥附加劑包括小于0.5重量％的分散劑；小于0.2重量％的促凝劑和小于0.1重量％的適度的酸性緩凝劑。
3.權(quán)利要求2的水泥附加劑，其中所述分散劑是顆粒狀的聚丙烯酸酯聚合物。
4.權(quán)利要求2的水泥附加劑，其中所述的緩凝劑選自硼酸、檸檬酸和酒石酸。
5.權(quán)利要求4的水泥附加劑，其中所述的緩凝劑是硼酸。
6.權(quán)利要求2的水泥附加劑，其中所述的促凝劑是碳酸鋰。
7.用于降低含鋁酸鈣水泥的耐火混合料中的鋁酸鈣水泥含量的水泥附加劑，所述水泥附加劑包括平均顆粒尺寸約是3.0微米的粉狀無定形偏高嶺土、顆粒尺寸小于45微米的無機細填料、水溶性有機分散劑和改善硬化的摻加劑。
8.權(quán)利要求7的水泥附加劑，其中所述的水泥附加劑包括約75至約83重量％的所述無定形偏高嶺土、約17至25重量％的所述細填料、小于0.5重量％的所述有機分散劑和小于0.3重量％的所述二元改善硬化的摻加劑。
9.權(quán)利要求8的水泥附加劑，其中所述細填料選自二氧化硅微粒、粉煤灰和反應(yīng)性氧化鋁。
10.權(quán)利要求9的水泥附加劑，其中所述細填料是二氧化硅微粒。
11.權(quán)利要求8的水泥附加劑，其中所述改善硬化的摻加劑是包括小于0.2重量％的促凝劑和小于0.1重量％的適度的酸性緩凝劑的二元摻加劑。
12.權(quán)利要求11的水泥附加劑，其中所述的促凝劑是碳酸鋰。
13.權(quán)利要求11的水泥附加劑，其中所述的緩凝劑選自硼酸、檸檬酸和酒石酸。
14.權(quán)利要求13的水泥附加劑，其中所述的緩凝劑是硼酸。
15.在耐火混合料中使用的水泥附加劑，該水泥附加劑由約75至約83重量％的平均顆粒尺寸小于約45微米的粉狀、無定形偏高嶺土和約17至約25重量％的顆粒尺寸小于約45微米的無機細填料材料組成。
16.權(quán)利要求15的水泥附加劑，其中約90％的所述粉狀偏高嶺土的顆粒尺寸約是15微米或更小，并且所述的無機細填料是二氧化硅微粒。
17.一種用于耐火混合料的水泥混合物，該水泥混合物包括約50至75重量％的鋁酸鈣水泥、約20至40重量％的粉狀無定形偏高嶺土和約5至10重量％的二氧化硅微粒。
18.權(quán)利要求17的水泥混合物，其包括約67重量％的鋁酸鈣水泥、約26重量％的粉狀無定形偏高嶺土、約7重量％的二氧化硅微粒、小于約0.5重量％的有機分散劑、小于約0.1重量％的促凝劑和小于約0.1重量％的適度的酸性緩凝劑。
19.權(quán)利要求17的水泥混合物，其中所述偏高嶺土的平均顆粒尺寸小于約3微米，所述二氧化硅微粒的平均顆粒尺寸小于45微米。
20.權(quán)利要求18的水泥混合物，其中所述分散劑是顆粒狀的聚丙烯酸酯聚合物。
21.權(quán)利要求18的水泥混合物，其中所述的緩凝劑選自硼酸、檸檬酸和酒石酸。
22.權(quán)利要求21的水泥混合物，其中所述的緩凝劑是硼酸。
23.權(quán)利要求18的水泥混合物，其中所述的促凝劑是碳酸鋰。
24.一種用于耐火混合料的水泥混合物，其包括鋁酸鈣水泥和含量是所述鋁酸鈣水泥的約40至約60重量％的偏高嶺土基水泥附加劑，偏高嶺土基水泥附加劑包括約70至約85重量％的無定形偏高嶺土粉末和約17至約25重量％的選自二氧化硅微粒、反應(yīng)性氧化鋁和粉煤灰的細填料。
25.權(quán)利要求24的混合物，其中約99％的所述無定形偏高嶺土粉末的顆粒尺寸是45微米或更小。
26.權(quán)利要求24的混合物，其中約90％的所述無定形偏高嶺土粉末的顆粒尺寸是15微米或更小。
27.權(quán)利要求24的混合物，其中約50％的所述無定形偏高嶺土粉末的顆粒尺寸是5微米或更小。
28.權(quán)利要求24的混合物，其中所述細填料是顆粒尺寸為約45微米或更小的二氧化硅微粒。
29.權(quán)利要求24的混合物，其進一步包括小于約0.5重量％的水溶性有機分散劑。
30.權(quán)利要求29的混合物，其中所述的有機分散劑是聚丙烯酸酯聚合物。
31.權(quán)利要求24的混合物，其進一步包括用于改善耐火澆注料的硬化時間和加工時間的改善硬化摻加劑。
32.一種與耐火澆注料一起使用的水泥混合物，其包括氧化鋁含量是約45至約80重量％的純鋁酸鈣水泥和水泥附加劑，該水泥附加劑包括約70至約85重量％的粉狀無定形偏高嶺土和約15至30重量％的二氧化硅微粒，其中約99％的粉狀偏高嶺土的顆粒尺寸約是45微米或更小，約99重量％的二氧化硅微粒的顆粒尺寸約是45微米或更小，該水泥附加劑的含量是所述鋁酸鈣水泥的約40至60重量％。
33.權(quán)利要求32的混合物，其進一步包括緩凝劑和促凝劑。
34.權(quán)利要求32的混合物，其進一步包括水溶性有機分散劑。
35.一種耐火澆注混合料，其包括耐火集料和顆粒、約10至30重量％的鋁酸鈣水泥、由約4重量份粉狀無定形偏高嶺土和約1重量份二氧化硅微粒組成的含量是鋁酸鈣水泥的約50重量％的反應(yīng)性水泥附加劑、分散劑和改善硬化的摻加劑。
36.權(quán)利要求35的耐火澆注混合料，其中所述改善硬化的摻加劑是由緩凝劑和促凝劑組成的二元摻加劑。
37.權(quán)利要求36的混合料，其中所述的緩凝劑選自硼酸、檸檬酸和酒石酸。
38.權(quán)利要求37的混合料，其中所述的緩凝劑是硼酸。
39.權(quán)利要求36的混合料，其中所述的促凝劑是碳酸鋰。
40.權(quán)利要求35的混合料，其中約99％的所述偏高嶺土和所述二氧化硅微粒的顆粒尺寸是約45微米或更小。
41.一種耐火澆注混合料，其包括約60至80重量％的耐火集料和顆粒、約10至30重量％的鋁酸鈣水泥、約4至18重量％的粉狀無定形偏高嶺土和約1至5重量％的選自二氧化硅微粒、反應(yīng)性氧化鋁和粉煤灰的細填料，其中約99％的偏高嶺土的顆粒尺寸小于約45微米，約99％的填料的顆粒尺寸小于約45微米。
42.權(quán)利要求41的混合料，其進一步包括有機分散劑和改善硬化的摻加劑。
43.權(quán)利要求42的混合料，其中所述改善硬化的摻加劑是由緩凝劑和促凝劑組成的二元摻加劑。
44.權(quán)利要求43的混合料，其中所述的緩凝劑選自硼酸、檸檬酸和酒石酸。
45.權(quán)利要求44的混合料，其中所述的緩凝劑是硼酸。
46.權(quán)利要求43的混合料，其中所述的促凝劑是碳酸鋰。
47.權(quán)利要求41的混合料，其中所述的細填料是二氧化硅微粒。
48.權(quán)利要求41的混合料，其中所述的無定形偏高嶺土和所述細填料的含量總計是所述鋁酸鈣水泥含量的約45至55重量％。
49.權(quán)利要求42的混合料，其中所述有機分散劑是顆粒狀的水溶性聚丙烯酸酯聚合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及降低含鋁酸鈣水泥的耐火混合料中的鋁酸鈣水泥含量的水泥附加劑,所述水泥附加劑由約80重量%的平均顆粒尺寸約是3.0微米的粉狀無定形偏高嶺土和約20重量%的平均顆粒尺寸小于45微米的二氧化硅微粒組成。
文檔編號C04B28/06GK1269772SQ9880894
公開日2000年10月11日 申請日期1998年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月8日
發(fā)明者托馬斯·F·韋扎 申請人:北美耐火材料公司