作為制備AL2O3-SiO2質(zhì)耐磨可塑料最主要原料，不同品位礬土選擇及燒結(jié)機(jī)理對(duì)耐磨可塑料施工性能以及爐窯使用壽命具有重要影響。以4種品位礬土及SiO2微粉和AL2O3微粉為原料，以 AL(H2PO4)3/H3PO4為復(fù)合結(jié)合劑，制備AL2O3-SiO2質(zhì)耐磨可塑料，重點(diǎn)探究不同 AL2O3含量的礬土原料對(duì)AL2O3-SiO2質(zhì)耐磨可塑料燒結(jié)性和耐磨性的影響。
原料采用型號(hào)60、70、80和88共4種礬土原料，包括3～1 mm、1-0mm礬土骨料和-0.074 礬土細(xì)粉,依次記為1#-4#礬土。基質(zhì)粉料為市售SiO2微粉及a-AL2O3微粉.AL(H2PO4)3/H3PO4復(fù)合結(jié)合劑，AL(H2PO4)3密度1.5g/cm³，H3P04質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％。促凝劑為市售鋁酸鹽水泥。
試驗(yàn)配方為；礬土骨料45%，礬土細(xì)粉20%，a-AL2O3微粉12%；SiO2微粉5%；鋁酸鹽水泥5%；AL(H2PO4)3/H3PO4結(jié)合劑l3%。根據(jù)礬土類型將各配方記為 1#-4#。試驗(yàn)工藝：將各配方物料混煉2min，用搗打方式成型為 40 mmX40 mmX160mm常溫養(yǎng)護(hù)過(guò)程中記錄試樣初凝時(shí)間，常溫養(yǎng)護(hù)72 h后，在110℃下烘干24h；烘干后部分試樣在 1100℃下保溫3h燒成。
1、分析AL2O3-SiO2耐磨可塑料的燒結(jié)性
隨礬土原料中AL2O3含量增加，烘干后耐磨可塑料體積密度逐漸增大，經(jīng)1100℃燒后耐磨可塑料體積密度略小于烘干后，但仍然呈逐漸增大趨勢(shì)。首先原料礬土中AL2O3含量增加，礬土體積密度會(huì)相應(yīng)增大，而試驗(yàn)中礬土顆粒和礬土細(xì)粉用量占配方總量65％，因此礬土類型將直接影響可塑料體積密度變化趨勢(shì)。其次耐磨可塑料經(jīng)1100℃煅燒后，雖然鋁酸鹽水泥中水化物礦物相會(huì)分解脫水，磷酸鹽結(jié)合劑會(huì)生成低水或無(wú)水磷酸鹽，并降低燒后 AL2O3-SiO2質(zhì)耐磨可塑料體積密度，但是燒后耐磨可塑料體積密度仍然保持隨著礬土中AL2O3含量增大逐漸增大的趨勢(shì)。結(jié)合劑結(jié)合強(qiáng)度以及鋁酸鈣水泥對(duì)物料的促凝作用是烘干后和燒后耐磨可塑料強(qiáng)度主要來(lái)源。Al(H2PO4)3在常溫下可以粘附物料，而H3PO4與物料中AL2O3反應(yīng)生成磷酸鋁鹽使其有結(jié)合性，因此引起耐磨可塑料強(qiáng)度變化的最直接原因是礬土類型。隨著礬土中AL2O3含量增大，線變化率由負(fù)值變?yōu)檎担f(shuō)明1#試樣出現(xiàn)較為明顯的燒結(jié)行為，而隨著礬土中AL2O3含量增大，2#-4#配方燒后試樣燒結(jié)現(xiàn)象逐漸減弱，試樣燒結(jié)行為主要受到原料組成和類型的影響，并直接決定了燒后試樣的常溫強(qiáng)度。以上試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明隨著主要原料礬土中AL2O3含量增大，耐磨可塑料燒結(jié)性能減弱，燒后試樣常溫強(qiáng)度逐漸減小。
2、對(duì)試驗(yàn)中耐火了塑料耐磨性的分析
4種類型礬土對(duì)燒后AL2O3-SiO2質(zhì)耐磨可塑料耐磨性的影響可看出，l#-4#配方燒后耐磨可塑料磨損量逐漸增大，試樣耐磨性逐漸降低。AL2O3-SiO2質(zhì)耐磨可塑料耐磨性能主要取決于結(jié)合相強(qiáng)度和骨料強(qiáng)度兩方面，二者強(qiáng)度高低直接影響哪一種物料被先沖刷掉。如果基質(zhì)結(jié)合相已經(jīng)先被沖刷掉，一方面說(shuō)明基質(zhì)結(jié)合相強(qiáng)度明顯小于顆粒骨料，另一方面說(shuō)明基質(zhì)結(jié)合相顯氣孔率高于骨料顆粒。雖然骨料顆粒強(qiáng)度大、顯氣孔率小有利于耐磨抗沖刷，然而基質(zhì)結(jié)合強(qiáng)度小，與骨料強(qiáng)度匹配性差將嚴(yán)重影響耐磨可塑料整體使用壽命。從燒后試樣常溫強(qiáng)度和燒后線變化率角度分析，礬土中AL2O3含量較低的耐磨可塑料燒結(jié)性好，基質(zhì)結(jié)合強(qiáng)度與骨料強(qiáng)度匹配性強(qiáng)，有利于燒后可塑料耐磨性。隨著 2#-4#礬土類型改變，礬土中AL2O3含量增大，基質(zhì)燒結(jié)性降低，骨料顆粒強(qiáng)度增大，基質(zhì)結(jié)合強(qiáng)度與骨料強(qiáng)度匹配性變?nèi)酰瑢⒉焕?/span>AL2O3-SiO2質(zhì)耐磨可塑料耐磨性能。