填料种类对石膏混合料性能的影响.

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铜合金铸件铸造技术课程教案

填料种类对石膏混合料

性能的影响

制作人：刘振华

陕西工业职业技术学院

填料种类对石膏混合料性能的影响

一、前言

本节主要研究石英、硅线石、高岭土熟料、高铝矾土熟料、莫来石等填料对石膏混合料的性能影响。为了便于比较，石膏均选用同一产地的α型半水石膏，填料粒度用200-300目，石膏与填料的重量比为40:60。

二、填料种类对石膏混合料强度的影响

各种填料对石膏混合料的强度影响见表1。

表1 填料种类对石膏混合料强度的影响

石膏混合料的强度是由包覆在颗粒周围而自身又连成整体的石膏膜所产生的，石膏膜的状态对强度影响较大。填料在700℃以下，一般不会烧结，本身不可能产生强度，但对石膏混合料的强度却有明显影响，这与填料的属性有关。首先是填料的容重，其次是填料保持水分的能力。填料的容重大，当粒度相当时，重量相同的填料在混合料中所占的体积小。混合料中石膏重量和体积一定，对所占体积小的填料，石膏膜包覆完整，连接较牢固，强度较高。

表2所示各填料的容重与其强度有一定的对应关系，石英容重最小，

混合料强度也最低，高岭土、高铝矾土、莫来石的容重相近，强度差别也不大。

表2 各种填料的容重

在配制浆体时为达到良好的流动性，加水量必须超过润湿填料颗粒和石膏水化时所需的水量。但在浆体凝结过程中，若填料本身保持或吸附水分的能力差，则浆体中水分向石膏转移，大大增加了石膏的含水量，导致硬化体强度下降。例如：石英的结构较致密，保持水分能力差，凝结时转移到石膏中水分较多，混合料强度最低。有些填料经高温煅烧，结构中形成显微孔洞，使其保持、吸附水分能力强，凝结时从填料中排出水量少，混合料强度就高。

三、填料种类对石膏混合料线膨胀率的影响

混合料的线膨胀率可以看成时石膏和填料各自膨胀率的叠加，凡填料膨胀率大的，混合料的膨胀率也较大。使用各种填料配制的混合料，其线膨胀率见图1。在温度低于200℃时，随着温度上升，石膏与填料均膨胀，所以混合料的膨胀值逐渐增大。在250-300℃以上，混合料中的石膏急剧收缩，若填料的膨胀率大，足以弥补石膏的收缩，混合料的线膨胀率仍为正值，反之为负值。

图1 填料种类对混合料膨胀率线膨胀率影响

四、填料种类对石膏混合料裂纹倾向的影响

纯石膏裂纹倾向大，主要原因是石膏相变时收缩大，热传导率小，当快速升温至300℃时，表面急剧收缩而里层仍在膨胀，极易出现裂纹或表皮剥落。同样在快冷时，表层受冷收缩，里层尚未收缩易出现裂纹。

加入填料，减小了混合料的收缩，裂纹倾向也随着减小。但不同填料

石英对混合料线膨胀率影响

1-石英粉60%

2-石英粉20%，高岭土50%

高岭土、高铝矾土对混合料膨胀率影响

1-高铝矾土60% 2-高岭土60%

莫来石、硅线石、氧化铝对混合料线膨胀率影响 1-氧化铝60% 2-硅线石60% 3-莫来石60%

对减小裂纹倾向的作用也不同。凡填料自身线膨胀率大的，减小裂纹倾向的效果就差；填料本身线膨胀率小的，减小裂纹倾向的效果就好。表3为用各种填料配制的混合料其裂纹倾向。

表3 填料种类对石膏混合料裂纹倾向的影响

五、填料种类对石膏混合料流动性的影响

各种填料因结构特点、粒度分布等不同对浆体流动性的影响也不同。例如降低石英流动性的原因主要是：石英粉颗粒的尖角较多，对流动性不利；二是石英粉的粒度大小对流动性影响较大。

表4 用各种填料配制标准稠度的石膏混合料所需的水量

六、填料种类对石膏混合料凝结时间的影响

凝结时间主要与浆体的pH有关，SiO2-Al2O3系耐火材料与石膏配成浆体后对pH值没有多大改变，因而对凝结时间影响不大。

表5 填料种类对石膏混合料凝结时间的影响