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水玻璃镁砂耐火浇注料用的耐火骨料和粉料,主要有烧结镁砂,废旧镁砖和镁铬砖等,骨粉料之比约为68:32;水玻璃溶液模数为2.4-3.0,比重1.3~1.4,用量为12~15%。在镁质原料中,CaO含量小于2%时,该类浇注料应加促凝剂氟硅酸钠等,方能硬化获得强度,其用量为水玻璃用量的10%~15%。

水玻璃耐火浇注料是气硬性的,施工制作完成后自然养护,不得淋水。该类浇注料不加促凝剂难以硬化,需缓慢加热到100℃左右才能使硅胶胶体产生凝结硬化,故也称为热硬性材料;当掺加氟硅酸钠后,无需加热常温下也能硬化。因为,氟硅酸钠遇水后发生水解,生成的氟化氢与水玻璃溶液中产生的氢氧化钠中和生成氟化钠,析出硅胶[Si(OH)4]并凝聚、硬化。反应式:
2(Na2O•nSiO2)+Na2SiF6+2(2n-1)H2O→6NaF+(2n+1)Si(OH)4
一部分硅酸溶胶与氟化钠反应生成络合物。其反应式:
Si(OH)4+NaF→SiO2•NaF•H2O+H2O
水玻璃镁砂耐火浇注料的应用
水玻璃镁砂耐火浇注料耐火度较高,能抵抗钠盐熔融物的侵蚀,在有色冶金和化工热工设备上如碱回收炉等应用较好。因含有氧化钠和氟化钠等低熔物质,荷重软化温度只有1200℃多些,热态强度也较低,限制了使用。在保证浇注料拌和物硬化的条件下,应尽量减少水玻璃和氟硅酸钠的用量。
影响水玻璃耐火浇注料性能的因素
(1)水玻璃结合剂
水玻璃结合剂的模数、密度和用量,是影响水玻璃耐火浇注料的重要因素。从硬化机理可知,由于硅酸凝胶的黏附、缩合和凝聚等作用,使耐火骨料和粉料胶结起来而获得强度。因此,在有充足的氟硅酸钠时,水玻璃溶液的模数提高或密度增大,均能析出较大量的硅酸凝胶,从而提高强度。水玻璃用量增加,成型体气孔增多,性能降低。
在水玻璃耐火浇注料配合比和易性一定时,水玻璃模数由2.0增加至2.9时,一般情况下,其强度提高,耐火度和荷重软化温度也提高,这是由于Na2O和NaF的降低所致。
当水玻璃密度由1.30g/cm3增加至1.46g/cm3时,耐压强度也随之提高。因水玻璃密度大,硅酸凝胶多,所以强度高。
如水玻璃用量多,致使颗粒料包裹层厚度增加,凝固体承受的外压力也逐步增大,且其本身强度比颗粒料的低,故使烧后强度降低。另外,水玻璃用量每立方米增加50kg,不但强度降低,而且荷重软化温度也降低,一般约降低80℃.同时,耐火度、耐酸性、耐水性和体积密度等性能也降低,显气孔率增大。因此在水玻璃耐火浇注料中,应选择适宜的水玻璃模数和密度,在保证拌和料和易性的前提下,水玻璃用量应尽量减少,以便提高其性能。
(2)氟硅酸钠促凝剂
在水玻璃耐火浇注料中,不加促凝剂时,需加热方能硬化,并获得优良的性能,但施工多一道加热硬化工序。因此,一般均用氟硅酸钠作促凝剂,常温自然养护即可硬化,性能也较好。在基本配合比一定时,随着氟硅酸钠用量的增加,常温和烧后耐压强度提高,700℃高温耐压强度也提高,而900℃高温耐压强度降低。同时,荷重软化温度降低40℃和耐火度降低120℃.这是由于氟硅酸钠用量多,硅酸凝胶生成多,氟化钠也多,故有利于某些性能的提高;而900℃左右熔融,氟化钠多,致使900℃高温耐压强度、荷重软化温度和耐火度降低。因此,在保证常温有一定强度的情况下,尽量少加氟硅酸钠。
(3)耐火骨料和粉料
水玻璃耐火浇注料的基本组成材料,是耐火骨料和粉料,其品种和用量对其性能有一定的影响。粘土质水玻璃耐火浇注料比叶腊石和白砂石质的好,即强度高、耐酸性好、荷重软化温度高120℃和300℃,耐火度高170℃和90℃.膨胀系数后者比前者大13×10-6/K左右。另外,耐火骨料颗粒级配、耐火粉料细度及纯度等,也影响其性能。
养护制度对水玻璃耐火浇注料性能也有影响。自然养护强度最好。所以,该浇注料成型后,应在干燥自然环境中养护,环境温度大于10℃,越高越好。

水玻璃镁砂耐火浇注料理化指标:
化学成份(%) MGO >69 87
SIO2 <7.5 6.9
耐压强度/mpa 110 >30 28
500 48 44
1000 18 17
烧后线变化/% 1200 +-0.15 +-0.28
耐火度   >1770 1750
荷重软化温度   1250 1220
体积密度   2.71 2.69

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