Zementarmer Gießbeton

Zementarmer Gussbeton und herkömmlicher Gussbeton unterscheiden sich stark, vor allem in der mittleren und der Endfestigkeit. Der herkömmliche Gussbeton hat keine gute mittlere Festigkeit, aber Zementarmer Gussbeton ist weitaus besser als herkömmlicher feuerfester Gussbeton, nicht nur weil der Zementgehalt niedrig und der Kalziumgehalt geringer ist, sondern auch weil die Technologie des ultrafeinen Pulvers zum Einsatz kommt, sodass der Gussbeton eine vernünftige Partikelverteilung aufweist. Darüber hinaus werden auch die Endfestigkeit und die mittlere Festigkeit des Gussbetons weiter verbessert.

Im Vergleich zu herkömmlichen feuerfesten Gussmassen weist zementarme Gussmassen eine höhere Dichte, geringere Porosität und höhere Aushärtungsfestigkeit bei Raumtemperatur auf. Gleichzeitig weist es eine gute Volumenstabilität auf, das Volumen schrumpft nach dem Trocknen und Kalzinieren. Das hochfeste und zementarme Material in der zementarmen Gussmasse wird unter Verwendung von reinem Tonerdezement als Bindemittel hergestellt. Die maximale Einsatztemperatur der hochfesten Gussmasse erreicht 1600 Grad und sie weist eine gute Verschleißfestigkeit bei hohen Temperaturen auf. Hochfeste und zementarme Gussmassen eignen sich für den Einsatz in allen Arten von Ofenauskleidungen mit hohen Temperaturen und starker Erosion.

Das zementarme Material mit geschmolzenem weißem Korund als Zuschlagstoff wird als zementarmes Korund-Feuergut bezeichnet. Korund-Zement-Material hat eine hohe mechanische Festigkeit, Erosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit, die höchste Einsatztemperatur erreicht 1700 Grad. Das zementarme Korund-Feuergut ist für Temperaturen über 1400 Grad geeignet und wird für die Verwendung in großen Zementofenmündungen, Mehrrohr-Kühlmaschinenbögen und anderen Auskleidungsteilen verwendet. Es ist auch für die Verwendung mit allen Teilen der Ofenauskleidung über 1400 Grad geeignet.

Herkömmliche feuerfeste Gussmassen bestehen aus feuerfesten Partikeln und Pulvern sowie hochaluminiumhaltigem Zement. Die Partikelkörnung des Aggregatanteils ist nicht so fein wie bei zementarmen Materialien. Zementpartikel sind ebenfalls grobkörnig und der Anteil des zugesetzten Zements ist groß. Auch die während des Baus zugesetzte Wassermenge ist groß. Darüber hinaus ist die Zementmenge groß und die Partikel sind nicht klassiert, sodass das Zementmaterial nicht vollständig hydratisiert werden kann. Insbesondere bei 800 Grad gibt es im Grunde keine Festigkeit, sodass die Leistung herkömmlicher Gussmassen nicht so gut ist wie die von zementarmen Materialien.

Zementarme Gussmassen weisen eine relativ mäßige Feuerfestigkeit auf. Leider ist die Feuerfestigkeit eine sehr komplexe Klassifizierung, wenn man Materialien analysiert, um herauszufinden, welche am besten für die jeweilige Anwendung geeignet sind. Es gibt keine Bewertung oder Messung der Feuerfestigkeit, mit der man verschiedene Materialien vergleichen könnte, da die Bezeichnung/Klassifizierung eines Materials als „feuerfest“ mit vielen Merkmalen verknüpft ist, von denen sich viele auf die Fähigkeit des Materials beziehen, Verformungen zu widerstehen und die strukturelle Integrität oder Tragfähigkeit in einer stark thermisch chaotischen Umgebung oder bei längerer Einwirkung extrem hoher Temperaturen aufrechtzuerhalten.

Von allen als feuerfest definierten Stoffen wird erwartet, dass sie mehr oder weniger das Verhalten eines „ideologischen“ feuerfesten Materials zeigen, das zumindest Verformungen widerstehen muss, wenn es extremen thermischen Umgebungen ausgesetzt wird. Die Feuerfestigkeit eines Stoffes wird jedoch nicht nur durch die Spitzentemperatur bestimmt, der er ausgesetzt werden kann, während er seine Form behält. Die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität bei schnellen Übergängen von der niedrigsten (normalerweise der Temperatur, auf die das Material abkühlt und bei der es verharrt, wenn das Gerät oder System, in dem es installiert ist, inaktiv ist) Temperatur zur höchsten Temperatur. Je schneller ein Übergang ist, den das Material überstehen kann, während es seine Form, strukturelle Integrität usw. unverändert behält, desto feuerfester ist das Material. Je schneller es von niedriger Temperatur zu hoher Temperatur und dann so schnell wie möglich von dieser Temperatur zurück zur niedrigen Temperatur geht, sowie wie lange es auf der Spitzentemperatur gehalten und dann im schnellsten Tempo auf die niedrigste Temperatur abgelassen werden kann. Thermoschockbeständigkeit ist eine sehr seltene Eigenschaft unter feuerfesten Materialien, folgt aber dem Thema, dass ein Material seine Form und strukturelle Festigkeit in einer thermischen Worst-Case-Umgebung beibehält.

Und mit den technologischen Veränderungen ändert sich auch die relative Feuerfestigkeit von Materialien. Dann müssen wir uns jedoch die Frage stellen, ob wir über allgemeine Feuerfestigkeitseigenschaften für alle industriellen Anwendungen sprechen oder Materialien im Vergleich zu einer spezifischen industriellen thermischen Anwendung betrachten. Feuerfeste Materialien müssen thermischen Umgebungen und Bedingungen standhalten können, wobei eine höhere Feuerfestigkeit bedeutet, dass ein Material unter solchen Bedingungen eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Zersetzung aufweist. Die Feuerfestigkeit eines Materials hängt jedoch auch stark von seiner Fähigkeit ab, isolierend zu sein. Dies ist für eine Materialspur ebenso wichtig wie die thermische Beständigkeit, und beide dienen als Bestimmungsfaktoren für die relative Feuerfestigkeit eines Materials.

Die Isolierfähigkeit eines Materials kann durch Berechnung seines K-Werts oder seines R-Werts ermittelt werden. Der K-Wert gibt einen Kontext für einen breiteren Bereich der Materialeigenschaften, da er eine von der Materialdicke unabhängige Variable ist. Der R-Wert eines Materials ist eine Berechnung seines Wärmewiderstands. Dies steht in direktem Zusammenhang mit Isoliermaterial, das vereinfacht als der Widerstand gegen den Wärmefluss definiert wird, den jedes Material speziell bei einer Dicke von 1 Meter bietet. Diese Variable hängt von der Dicke des Isoliermaterials ab und sein R-Wert steigt direkt proportional zu einer Zunahme der Dicke über 1 Meter.

Der Abbinde- und Aushärtungsprozess von zementarmen Gussmassen wird durch Hydratationsbindung und Kohäsionsbindung oder nur Kohäsionsbindung verursacht. Nachdem das Wasserreduzierungsmittel im Gussmaterial bestimmt wurde, variiert die Fließfähigkeit des Gussmaterials ebenfalls stark, je nach der zugesetzten Menge an reinem Tonerdezement. Wenn die Zugabemenge 9 % übersteigt, liegt der Fließwert des Gussmaterials unter 110 mm und die normale Konstruktionsfließfähigkeit des Gussmaterials kann nicht mehr gewährleistet werden. Dies kann auf die übermäßige Menge an reinem Tonerdezement zurückzuführen sein, die den Abbinde- und Aushärtungsprozess des Gussmaterials beschleunigt.

Die folgenden Maßnahmen können ergriffen werden, um Alterungserscheinungen von zementarmen Gießmassen zu beheben. Verwenden Sie doppelt versiegelte Verpackungen, insbesondere in der Regenzeit oder bei langer Lagerzeit. Wählen Sie ein Dispersionsmittel mit starker Dispergierfähigkeit. Erwägen Sie die Zugabe einiger frisch geöffneter Zementpackungen während des Baus und beim Mischen. Verwenden Sie zum Mischen einen leistungsstarken Mischer und kontrollieren Sie die Mischzeit. Geben Sie einen Beschleuniger oder Verzögerer hinzu, um die Aushärtungsgeschwindigkeit des Gießmaterials anzupassen. Verhindern Sie im Hinblick auf die Handhabung vor Ort die Feuchtigkeitsaufnahme während der Lagerung. Der derzeit wirksamste Weg, Alterungserscheinungen von zementarmen Gießmassen auf der Baustelle zu beheben, besteht darin, den Gießmassen einen Abbindebeschleuniger oder -verzögerer hinzuzufügen. Die verwendeten Beschleuniger und Verzögerer, insbesondere der Karbonatbeschleuniger und der Zitronensäureverzögerer, haben in kleinen Mengen eine signifikante Wirkung und beeinträchtigen die Festigkeit des Gießmaterials bei allen Temperaturen nicht.

Beim Bau von Gießmaterialien kommt es manchmal zu einem sofortigen Verlust der Fließfähigkeit. Der analysierte Grund sollte auf ein Versagen des Wasserreduzierungsmittels im Gießmaterial oder auf unsachgemäße Handhabung während des Baus zurückzuführen sein. Wasserreduzierungsmittel sind oberflächenaktive Substanzen. Die Oberflächenaktivität anorganischer Wasserreduzierungsmittel ist nicht signifikant. Sie erhöhen hauptsächlich das Zetapotenzial durch chemische Adsorption und zerstören so effektiv die Flockungsstruktur zwischen den Partikeln. Die Füllwirkung des Mikropulvers und die Schmierwirkung des freien Wassers werden voll genutzt, um die Fließfähigkeit zu erhöhen. Die durch das organische Wasserreduzierungsmittel in Wasser ionisierte anionische Gruppe N hat eine starke Oberflächenaktivität. Ihr lipophiles Ende wird durch physikalische Adsorption an der Oberfläche kolloidaler Partikel adsorbiert und gelangt in die feste Adsorptionsschicht. Das Potenzial steigt in negativer Richtung an und die ölabweisenden Enden stoßen sich gegenseitig ab, um den Zweck der Dispersion zu erreichen. Das Wasserreduzierungsmittel absorbiert jedoch während des Lagerungsprozesses leicht die Feuchtigkeit in den Gießmaterialien und verursacht Zerfließen und Hydrolyse, was den Säuregehalt der Gießmaterialien erhöht. Dies führt zum Verlust der wasserreduzierenden Wirkung und zu einem sofortigen Verlust der Fließfähigkeit. Daher sollten bei der Herstellung und Lagerung von Gießmassen entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Verwenden Sie beispielsweise ein wasserreduzierendes Mittel mit geringer Hygroskopizität, trennen Sie das wasserreduzierende Mittel vom Gießmaterial usw.

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