Žáruvzdorné žárobetonyčasto dochází k výraznému poklesu pevnosti při středních teplotách (typicky 800 stupňů -1000 stupňů nebo vyšších). To je způsobeno především dehydratací, rekrystalizací a fyzikálním smrštěním hydrátů v pojivu, což vede k porézní struktuře. Pro zlepšení pevnosti žárobetonových žáruvzdorných materiálů při střední teplotě se lze zaměřit na několik základních rozměrů: dávkování surovin, optimalizace pojivového systému, použití aditiv a konstrukční techniky. Níže jsou uvedeny konkrétní strategie zlepšování:
I. Optimalizace surovin a kompenzace chemických reakcí
Toto je nejpřímější a nejúčinnější metoda. Jádro má využít objemovou expanzi generovanou chemickou reakcí k vyrovnání smrštění během slinování.
1. Přidání jemného prášku Al₂O3: Přidání vhodného množství jemného prášku Al₂O3 (alfa oxidu hlinitého) do hlinitanových žáruvzdorných žárobetonů je zásadní. Při středních teplotách podléhá expanzní chemické reakci, která kompenzuje pokles pevnosti způsobený objemovým smrštěním. Zejména pokud je pojivem CA-70 vysoko-hlinitý cement, přidání tohoto jemného prášku může dokonce zvýšit pevnost při střední teplotě namísto jejího snížení.
2. Zavedení aktivních plniv: Čistý hlinitanový cement je kombinován s křemičitým úletem. Při 800-1200 stupních křemičitý úlet reaguje s oxidem vápenatým za vzniku anortitové výztužné fáze, která může účinně zvýšit pevnost při střední teplotě o přibližně 20 %.
II. Přidávání slinovacích činidel a nadouvadla
Zavedením specifických minerálních surovin lze změnit slinovací chování nebo objemovou stabilitu materiálu při středních teplotách.
1. Přidání měkké hlíny (slinovací činidlo): Přidání 3 %-6 % měkké hlinky může podpořit slinování odlitku při nižších teplotách, změnit mikrostrukturu, a tak zvýšit pevnost při střední teplotě, a to i vyšší než pevnost po vysušení v peci.
2. Využití andalusitu (vysoko{1}}teplotní zpevnění): Ačkoli andaluzit funguje primárně při vysokých teplotách (nad 1300 stupňů), pokud je přípravek správně navržen (přidán ve formě jemného prášku), mullit a přebytek SiO₂ vznikající během jeho rozkladu při vysokých teplotách mohou vytvářet sekundární mullitizaci, což je velmi užitečné pro udržení pevnosti po překročení středního teplotního rozmezí.
3. Použití karbidu boru: Karbid boru měkne při vysokých teplotách a přilne k povrchu částic, čímž přispívá ke zhuštění. Film oxidu B203 vytvořený na jeho povrchu poskytuje odolnost proti oxidaci, zatímco vytvořené sloupcové krystaly snižují poréznost a zlepšují pevnost při střední teplotě.
III. Vylepšení spojovacího systému:
Pojivem je "kostra" žáruvzdorných žárobetonů. Volba vhodného pojiva může zásadně změnit slabinu v meziteplotní pevnosti.
1. Používání- vysoce výkonného cementu: Kdykoli je to možné, měl by být použit čistý hlinitanový cement (CA-70 nebo vyšší). Ve srovnání s běžným cementem CA-50 má lepší rychlost zachování pevnosti v meziteplotním stupni.
2. Kompozitní pojiva: Cement se kombinuje s chemickými pojivy (jako jsou fosforečnany), nebo se používají soudržná pojiva (jako je silikasol a oxid hlinitý). Tyto způsoby spojování vytvářejí stabilní síťovou strukturu při středních teplotách, na rozdíl od čistých hydratačních pojiv, která jsou náchylná ke kolapsu v důsledku dehydratace.
IV. Optimalizace mikrostruktury a velikosti částic:
Fyzikální metody se používají ke zhutnění vnitřní struktury materiálu a snížení defektů.
1. Přiměřená distribuce velikosti částic: Optimalizujte distribuci částic agregátů (jako je korund a mullit) podle principu co nejtěsnějšího utěsnění, aby se snížila vnitřní pórovitost.
2. Zavedení technologie mikroprášků: Přidejte vhodné množství mikroprášku z aktivovaného oxidu hlinitého nebo mikroprášku oxidu křemičitého s využitím plnicího účinku mikroprášku ke snížení zdánlivé pórovitosti, zvýšení hustoty materiálu, a tím ke zlepšení pevnosti.
V. Konstrukce a kontrola vytvrzování:
I při nejlepším složení žáruvzdorných žárobetonových materiálů může nesprávná konstrukce výrazně snížit pevnost.
1. Přísná kontrola přidávání vody: Nadměrné přidávání vody výrazně zvýší poréznost a sníží hustotu. Množství přidané vody musí být během míchání přesně dodrženo podle množství doporučeného výrobcem.
2. Standardizujte proces pečení: Při zahřívání na střední teplotu (zejména 900 stupňů -1200 stupňů) musí být zajištěna dostatečná doba zdržení, aby se hydráty mohly plně dehydratovat a rekrystalizovat, aby se zabránilo praskání nebo uvolnění struktury v důsledku nadměrného zahřívání.
