轻质隔热耐火混凝土是由轻质耐火骨料和掺合料与胶结材料制备的不定形绝热材料,通常采用浇注法施工,有时也采用喷射、喷涂法施工,因而又称为轻质耐火浇注料和轻质耐火喷涂料或轻质不定形耐火材料。
由于轻质隔热耐火混凝土具有施工方便和迅速,特别是对于形状结构复杂的内村,施工较容易,并有节约能源等许多优点,现已被广泛用作许多高温工程的隔热材料。轻质耐火混凝土通常按其所用轻质骨料命名,如膨胀蛭石混凝土、膨胀珍珠岩混凝土等。轻质耐火混凝土的性能主要取决于轻质骨料和胶结材料的性能。
什么是轻质耐火骨料？
轻质耐火骨料的种类很多,选用哪一种轻质骨料配制轻质隔热耐火混凝土,主要取决于混凝土的使用温度。一般在温度为800-1000℃以下使用时,采用膨胀蛭石、膨胀珍珠岩或硅藻土;在1100-1400℃的温度范围内使用时采用轻质黏土骨料轻质高铝骨料;在更高的温度是，采用氧化铝空心球高级隔热骨料。
常用的两种胶结剂材料是什么？
轻质隔热耐火混凝土通常使用铝酸盐水泥、水玻璃和磷酸盐作为胶结材料,胶结材料的性质对轻质隔热耐火混凝土有很大的影响。
①铝酸盐水泥包括铝酸钙水泥、铝酸镁水泥和铝酸钡水泥,但应用最广的是铝酸钙水泥,按其成分分为4种:矾土水泥Al2O3占45%-53%;高铝水泥,Al2O3占59%-61%;低钙铝酸盐水泥Al2O3占69%~72%和纯铝酸盐水泥Al2O372%-80%.铝酸盐水泥的耐火性能随着其氧化铝含量的提高而提高。氧化铝在铝酸盐水泥中主要以铝酸一钙( CaO. Al2O,简写为CA),铝酸钙(CA2),七铝酸十二钙(C12A7)等形式存在。此外还有很少量的铝酸三钙(CA3)和六铝酸钙(CA)。C12A7含量太高时,会引起速凝不便于施工。这些铝酸盐与水混合后,生成各种水化物使水泥凝结硬化具有强度。在加热升温时,由于结晶水的排除和含水化物相被破坏强度逐渐下降,在400~800℃,强度下降最快。在1000-1200℃加热后,由于发生固相反应和出现液相以及烧结作用,强度逐渐有所提高。在1300~1400℃加热后,由于形成陶瓷结合,强度大大提高。
②采用磷酸盐作为混凝土的结合剂时,不仅耐火温度高,而且从低温到高温都具有很好的机械强度。磷酸盐胶结剂包括正磷酸和取代程度不同的各种磷酸铝溶液,它们的胶凝性质与浓度和取代程度有关。磷酸盐胶结剂可用于胶结几乎所有各种轻质耐火骨料,只不过其硬化条件有所不同而已。碱性材料用正磷酸胶结时硬化速度很快,中性材料的硬化速度适中,而酸性材料只有加热到350℃才硬化。因此,对于碱性材料,需要用能减缓硬化速度的磷酸盐胶结剂;而对于酸性材料,则需采用能在冷态下促进硬化的胶结剂。如在磷酸铝溶液中加入适量的硫酸铝和纸浆废液,可提高磷酸铝对膨胀珍珠岩的胶结性能。磷酸盐结合的轻质耐火混凝土加热时,从常温至400℃左右混凝土的强度随着温度的升高而增加;在500~600℃加热后,强度有所下降;到800℃左右强度下降到最低值,但仍能保持烘干后的耐压强度值的70%左右;到1200~1400℃由于磷酸盐大量分解,P2O3排出,组织疏松,但此时也开始出现液相和烧结作用,强度有所降低。尽管如此,与其他胶结剂结合的轻质耐火混凝土相比,磷酸盐轻质耐火混凝土具有机械强度较高的优点。