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技术问答

硫酸盐结合剂有哪些特性?

硫酸铝的凝结硬化机理是:其水解生成碱式盐,然后生成氢氧化铝,最后逐渐形成氢氧化铝凝胶体而凝结硬化。其反应式如下:

Al2(SO4)2+2H2O→Al2(SO4)2+H2SO4

Al2(SO4)2+2H2O→Al2(SO4)(OH)4+H2SO4

Al2(SO4)(OH)2+2H2O→2Al(OH)3↓+2H2SO4

纯硫酸铝在常温下水解作用较缓慢,甚至在200~300℃的温度下水解率不超过50%,因而,在常温下凝结硬化速度很低。但是,若其中含有适量其他金属盐,如Na2SO4,则水解速度可明显加快。

硫酸铝结合体的强度在常温下增长较慢。当温度升至近700℃时,强度随温度提高而增加,达最高值。在此阶段,游离水排出,氢氧化铝凝胶体形成并致密化。Al2(SO4)3·18H2O中的18个分子结晶水也不是一次脱出,而是分几次脱出,而是分几次脱出,故对结合体结构影响不大。结合体的冷态强度约在800℃左右为最低值,这是因为Al2(SO4)2受热分解,生成Al2O3和SO3,对结合体的结构有危害。当温度超过1000℃时,结合体的冷态强度又急剧上升,经1200℃热处理后,冷态强度约为800℃时的3.5~5.0倍。

磷酸铝结合体的凝结速度和在加热过程中其强度的发展,与磷酸铝溶液的浓度有关。浓度过高,残留的硫酸铝受热分解时对结合体的影响过大;浓度过低,结合体的致密度低,使各温度下的冷态强度低。一般认为,在配制捣打料时,控制溶液的密度在1.20~1.30g/cm3为宜。

值得注意的是,该结合剂在水解过程中产生的H2SO4,在同混料时与其中某些金属反应而产生氢气,故应采取适当措施防止其危害发生。

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