Les bétons à faible teneur en ciment sont des réfractaires avancés développés à partir de bétons conventionnels en appliquant les principes de rhéologie, la théorie de l'emballage dense et la technologie des poudres ultrafines.
Ils se caractérisent par une faible porosité, une petite taille de pores, une densité apparente élevée, une bonne stabilité du volume, une résistance élevée et une faible demande en eau.
Contrairement aux bétons conventionnels qui subissent une perte de résistance entre 800 et 1 200 degrés, leur résistance augmente avec l'augmentation de la température. Cela fait plus que doubler la résistance aux chocs thermiques des revêtements des fours.
Application
Fabrication du fer :Convient aux trous de coulée de hauts fourneaux, capable de résister à des températures élevées et à l'impact du fer en fusion.
Sidérurgie :Applicable aux poches en acier, résistant aux températures élevées et à la corrosion causée par l'acier en fusion et d'autres produits chimiques.
Laminage de l'acier :Utilisé pour les équipements pertinents dans les lignes de production de laminage d'acier afin de résister aux températures élevées et à l'usure mécanique.
Industrie des matériaux de construction :Appliqué aux fours, machines de frittage et autres installations. Par exemple, les bétons en argile et à haute teneur en alumine et à faible teneur en ciment sont utilisés pour le revêtement de divers fours de traitement thermique tels que les fours de chauffage et les fours de trempage, ainsi que les fours rotatifs ; les bétons à faible teneur en ciment sont adoptés pour les revêtements de brûleurs à haute température, les revêtements d'emballage pour les tubes refroidis à l'eau des fours de chauffage, etc.
Autres fours industriels :Tels que les revêtements des toits de fours électriques, des fours de trempage, des fours de chauffage, des revêtements de fours de recuit, des auges de coulée en acier, des revêtements de répartiteurs, etc. Les bétons à faible teneur en ciment en corindon et en corindon contenant du chrome sont utilisés pour les revêtements partiels des unités de raffinage secondaire en acier, les revêtements des fours à induction à fréquence industrielle et les revêtements résistants à l'usure à haute température des réacteurs pétrochimiques FCC.
Propriétés physiques et chimiques
| Articles | Haute teneur en alumineMarque : ZF-16 | Marque Mullite :ZF-16K | CorindonMarque : ZF-17 | |
|---|---|---|---|---|
| Al2O3,% Supérieur ou égal à | 65 | 70 | 85 | |
| Densité apparente, g/cm3 BD Supérieure ou égale à | 110∘C×24h | 2.5 | 2.5 | 2.8 |
| Module de rupture à froid, MPa MOR Supérieur ou égal à | 110∘C×24h | 10 | 12 | 12 |
| 1400∘C×3h | 14 | 16 | 18 | |
| Résistance à l'écrasement à froid, MPa CCS Supérieur ou égal à | 110∘C×24h | 80 | 90 | 100 |
| 1400∘C×3h | 120 | 150 | 180 | |
| Changement linéaire permanent, % PLC | 1400∘C×3h | ±0.3 | ±0.3 | ±0.3 |
| Pièce d'application recommandée | Entrée arrière du four à ciment, capot du four, extrémité arrière du refroidisseur | Refroidisseur de grille de four à ciment, hotte de four, conduit d'air tertiaire | Kilneye avant du grand four à ciment, brûleur à charbon | |
Principales caractéristiques
1) Faible teneur en ciment
Les bétons réfractaires conventionnels contiennent normalement 15 à 20 % de ciment d'aluminate de calcium. En revanche, les bétons à faible teneur en ciment présentent un dosage de ciment considérablement réduit, généralement entre 5 % et 8 %, voire moins. Cela minimise la formation de phases eutectiques à bas point de fusion dans le matériau et augmente le caractère réfractaire et la résistance à haute température.
2) Haute résistance et caractère réfractaire supérieur
Grâce à des additifs tels que des poudres ultrafines et des réducteurs d'eau, les bétons à faible teneur en ciment offrent une excellente résistance mécanique et des performances réfractaires.
3) Faible porosité et densité apparente élevée
Une teneur réduite en ciment entraîne une porosité plus faible et une densité apparente plus élevée, ce qui améliore considérablement la résistance aux chocs thermiques et à la corrosion.
4)Construction facile
Cela nécessite moins d’eau de gâchage et un temps de mélange plus court. Moins d'hydrates de ciment se forment pendant le durcissement, de sorte que l'écaillage ou la fissuration se produit rarement pendant le chauffage.
5) Avantages environnementaux
Une consommation moindre de ciment réduit les émissions de CO₂, conformément aux exigences de fabrication verte.
Différences entre le coulable à faible teneur en ciment et le coulable conventionnel
Moulable à faible teneur en ciment
La principale différence entre les bétons à faible teneur en ciment et les bétons conventionnels réside dans leur résistance à température moyenne et leur résistance finale à chaud. Les bétons conventionnels ont une faible résistance à température moyenne, tandis que les bétons à faible teneur en ciment les surpassent largement. Avec une teneur plus faible en ciment et en calcium, les bétons à faible teneur en ciment adoptent une technologie de poudre ultrafine pour obtenir une distribution de grains bien proportionnée, ce qui améliore considérablement à la fois la résistance à température moyenne et la résistance à chaud aux stades ultérieurs.
Coulable conventionnel
Les bétons réfractaires conventionnels sont constitués d'agrégats réfractaires, de poudres fines et de ciment à haute teneur en alumine. Leur granulométrie est moins précise que celle des bétons à faible teneur en ciment. Les particules de ciment sont plus grossières et ajoutées en proportion plus élevée, nécessitant plus d'eau de gâchage pendant la construction. Le dosage élevé de ciment et la mauvaise granulométrie conduisent à une hydratation incomplète du ciment. Surtout à environ 800 degrés, il ne reste presque plus de force. Pour ces raisons, les bétons conventionnels présentent des performances inférieures à celles des bétons à faible teneur en ciment.
Facteurs affectant les propriétés des bétons réfractaires à faible teneur en ciment
Les bétons à faible teneur en ciment sont les bétons réfractaires non façonnés les plus largement utilisés pour les fours industriels. Leurs propriétés sont affectées par de nombreux facteurs. Le terme « faible teneur en ciment » signifie que l'ajout de ciment est bien inférieur à celui des bétons conventionnels. Cette série de produits nécessite un contrôle de production strict et ses performances déterminent directement la durée de vie du four et son fonctionnement sûr.
Poudre ultrafine
La poudre ultrafine agit comme agent dispersant et densifiant. Il comble efficacement les micropores et améliore la densité et la résistance du matériau. Un excès de poudre ultrafine de SiO₂ peut augmenter la résistance tout en réduisant le caractère réfractaire. Un dosage insuffisant entraînera une mauvaise fluidité et altérera les performances de la construction.
Ciment d'aluminate
Le ciment d'aluminate sert principalement de composant de prise dans les bétons à faible teneur en ciment. Son type et son dosage affectent directement le développement de la résistance des bétons.
Technologie d’ajout d’eau et de construction
Trop peu d’eau de gâchage entraîne un mélange inadéquat et une mauvaise densification. Trop d'eau prolonge le temps de prise et réduit la résistance finale. De plus, le programme de chauffe est crucial. La température doit augmenter strictement conformément à la courbe de chauffage pour éviter l'écaillage et le pelage causés par une augmentation rapide de la température.
En raison des différentes exigences de service et des spécifications physico-chimiques des bétons, les prix diffèrent en conséquence.
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