1、巖棉與礦渣棉的區(qū)別巖棉與礦渣棉同屬礦物棉 ,它們之間在生產(chǎn)工藝、纖維形態(tài)、耐堿性、導(dǎo)熱系數(shù)、不燃性等方面存在不少共同點(diǎn)。

(資料圖)

2、人們通常將巖棉和礦渣棉統(tǒng)稱(chēng)為礦棉 ,因此易將兩者看成是同一種東西 ,甚至認(rèn)為礦渣棉色澤潔白 ,比灰綠色的巖棉更為“純凈”些 ,這是一種誤解。

3、雖然它們都屬礦物棉 ,但也還存在一些不容忽視的差別。

4、形成這些差別的主要原因 ,是原料成份的不同。

5、1 巖棉與礦渣棉化學(xué)成份及酸度系數(shù)的比較在我國(guó) ,礦渣棉的主要原料一般為高爐渣或其它冶金爐渣 ,巖棉的主要原料則為玄武巖或輝綠巖,它們的化學(xué)成份差異較大(表1) 。

6、由表 1 可見(jiàn):高爐渣化學(xué)成份的特點(diǎn)是,SiO2 +Al2O3 + CaO + MgO 含量高達(dá) 90 %～95 %,而 Fe2O3+ FeO 含量小于 1;玄武巖和輝綠巖化學(xué)成份的特點(diǎn)是 ,SiO2 + Al2O3 + CaO + MgO 含量為 77 %～83 %,比高爐渣低 10 %左右 ,而 Fe2O3 + FeO 含量平均在 11 %左右 ,最高時(shí)可高達(dá) 17 %,是高爐渣中鐵氧化物含量的十?dāng)?shù)倍。

7、鑒于以上兩類(lèi)原料的不同特點(diǎn) ,以它們?yōu)樵戏謩e生產(chǎn)出來(lái)的礦物纖維也具有不同的化學(xué)成份特點(diǎn)。

8、巖棉的酸度系數(shù) MK一般大于1.5, 甚至可高達(dá)2.0以上;礦渣棉的 MK一般只能保持在1.2左右 ,很難超過(guò)1.3,這是因?yàn)槿粢M(jìn)一步提高礦渣棉的酸度系數(shù) ,就必須提高熔體中 SiO2 和 Al2O3 的含量 ,使 CaO 和 MgO 含量相應(yīng)地有所降低 ,在鐵含量較低的情況下 ,勢(shì)必使熔體的粘度增大 ,以致難以保證礦渣棉纖維的品質(zhì)。

9、含氧化鐵較低的熔體 ,當(dāng)其MK=1.2 左右時(shí) ,在最佳成纖溫度下有寬而穩(wěn)定的粘度范圍 ,這種情況下即使流股溫度上下波動(dòng)100 ℃,其纖維質(zhì)量和成纖率將不受很大的影響。

10、但是,隨著酸度系數(shù)逐步提高 ,熔體穩(wěn)定性變差 ,對(duì)溫度變化的敏感性也隨之提高 ,只要溫度略有波動(dòng) ,其粘度將發(fā)生較大幅度的變化 ,甚至無(wú)法成纖 ,這就是礦渣棉酸度系數(shù)一般均在 1.2 左右、不可能象巖棉酸度系數(shù)達(dá)到 1.5 的原因所在2 　巖棉與礦渣棉性能的差異巖棉與礦渣棉化學(xué)成份及酸度系數(shù)的差別 ,導(dǎo)致它們?cè)谛阅苌弦灿幸欢ǖ牟顒e。

11、 圖 1 　CaO Al2O3 SiO2 三元相圖中巖棉與礦渣棉落點(diǎn)位置圖2 .1 　巖棉與礦渣棉耐水性的差別盡管巖棉與礦渣棉都屬于硅酸鹽CaO-Al2O3-SiO2 物系中的產(chǎn)物,但由于它們化學(xué)成份上的差異(表 2) ,使它們的物相組成點(diǎn)落在CaO-Al2O3-SiO2三元相圖中不同的結(jié)晶作用區(qū)域內(nèi)(圖 1) 。

12、從表 2 及圖 1 可見(jiàn) ,巖棉組成點(diǎn)(圖中 4、5、6點(diǎn))均落在硅灰石2鋁方柱石2鈣長(zhǎng)石結(jié)晶作用區(qū)(即CS-C2AS-CAS2 區(qū))內(nèi) ,其固相中必定留有這三種結(jié)晶相 ,由于硅灰石、鋁方柱石、鈣長(zhǎng)石均不具備水硬特性 ,遇水后變化很小 ,使巖棉具有較好的耐水性。

13、礦渣棉組成的 2、3 點(diǎn)均落于硅灰石-鋁方柱石-硅酸二鈣的結(jié)晶作用區(qū)(即 CS-C2AS-C2S區(qū))內(nèi) ,其中雖然鋁方柱石、硅灰石不會(huì)與水發(fā)生反應(yīng) ,但硅酸二鈣在一定條件下能同水起反應(yīng) ,這與硅酸二鈣的基本結(jié)構(gòu)有關(guān)。

14、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)具有三種不同的結(jié)晶構(gòu)造 ,即α、β、γ型結(jié)晶。

15、每一種構(gòu)造在一定的溫度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的 ,但能隨溫度的變化進(jìn)行多晶轉(zhuǎn)變: ①在低溫直至 675 ℃穩(wěn)定的構(gòu)造是γ-正硅酸鈣(γ-2CaO·SiO2) ,它是結(jié)晶物質(zhì) ,不溶于水;②當(dāng)加熱至 675 ℃時(shí) ,γ-構(gòu)造轉(zhuǎn)化為β-構(gòu)造 ,而且這個(gè)轉(zhuǎn)化作用伴隨著體積的急劇變化(約增大 10 %) ,β-構(gòu)造從 675 ℃到 1410～1420 ℃處于穩(wěn)定狀態(tài);③隨著溫度繼續(xù)上升,β-構(gòu)造又轉(zhuǎn)化為α-構(gòu)造 ,該構(gòu)造直至其熔融溫度 2130 ℃均是穩(wěn)定的(表 3) 。

16、在這三種晶型中 ,除γ-構(gòu)造外,α-和β-構(gòu)造性能相似 ,均能與水發(fā)生水化反應(yīng)。

17、礦渣棉中不希望存在這兩種構(gòu)造 ,應(yīng)盡量創(chuàng)造條件使α-、β-構(gòu)造向γ-C2S的方向轉(zhuǎn)化 ,以改善其耐水性。

18、但是α-C2S 和β-C2S 只有從高溫緩慢冷卻至 675 ℃以下時(shí) ,才能實(shí)現(xiàn)向γ-C2S的轉(zhuǎn)變。

19、在實(shí)際成纖過(guò)程中 ,熔體不是緩冷而是被急驟冷卻 ,其粘度隨溫度的急降而迅速增大 ,這時(shí)離子運(yùn)動(dòng)受阻 ,不可能繼續(xù)有規(guī)則地排列 ,抑制了晶體的生長(zhǎng) ,硅與氧離子便連接成連續(xù)、不規(guī)則的網(wǎng)架 ,在低溫下保留了β-C2S 變體的形態(tài) ,形成較多量的玻璃態(tài)β-C2S,這意味著它將在水溶液的作用下 ,形成更多的水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽 ,使礦渣棉纖維在潮濕環(huán)境中的穩(wěn)定性下降。

20、巖棉中很少存在 2CaO·SiO2 ,所以它的耐水性比礦渣棉高得多。

21、從表 2 中還可看到巖棉與礦渣棉的pH值差別較大 ,巖棉的一般小于 4 ,屬耐水性特別穩(wěn)定的礦物纖維;礦渣棉的一般大于 5 ,甚至超過(guò)6 ,其耐水性只能是中等穩(wěn)定或不穩(wěn)定的。

22、由于兩者間存在這一差別 ,礦渣棉不宜在潮濕環(huán)境中使用 ,特別在保冷工程中應(yīng)慎用。

23、在保冷工程中 ,熱流方向是從外部向內(nèi)部流動(dòng)的 ,與保溫工程熱流方向相反 ,外界的潮氣將隨熱流一起滲入保冷材料內(nèi)部 ,并隨溫度降低而結(jié)露凝結(jié)成水 ,如果在此處使用礦渣棉 ,其纖維會(huì)逐漸水化而被破壞 ,降低了保冷層的使用壽命 ,而使用巖棉就不存在這一弊端。

24、2.2 　巖棉與礦渣棉耐熱度的差別如前所述 ,在礦渣棉生產(chǎn)過(guò)程中 ,因熔體被急冷而使其中的硅酸二鈣以β-構(gòu)造的形態(tài)保留在纖維之中 ,并處于不穩(wěn)定狀態(tài)之中。

25、這樣 ,礦渣棉用于保溫工程之后 ,當(dāng)其工作溫度超過(guò) 675 ℃又逐漸冷卻下來(lái)時(shí) ,因礦渣棉保溫性能較好 ,在工作狀態(tài)下冷卻過(guò)程緩慢 ,促使β-2CaO·SiO 向γ-2CaO·SiO2 轉(zhuǎn)化 ,此時(shí)其密度由3.28 降至 2.97 ,體積膨脹了 10 %左右 ,使礦渣棉產(chǎn)生粉化而解體。

26、因此 ,礦渣棉的使用溫度 ,不宜超過(guò)β-構(gòu)造向γ-構(gòu)造轉(zhuǎn)化的溫度(675 ℃) 。

27、而巖棉沒(méi)有這一轉(zhuǎn)化 ,使用溫度可高達(dá) 800 ℃以上 ,盡管巖棉主要礦物組成 CS-C2AS-CAS2 的共融點(diǎn)為 1265 ℃,其軟化溫度仍高達(dá) 900～1000 ℃。

28、2.3 　巖棉與礦渣棉耐腐蝕性的差別高爐在冶煉中主要作用之一是脫除生鐵中的大部分硫 ,防止生鐵在使用過(guò)程中產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象。

29、這些脫除的硫 ,以硫化鈣(CaS)的形態(tài)留在高爐渣之中。

30、在生產(chǎn)礦渣棉時(shí) ,這部分 CaS 又隨之進(jìn)入礦渣棉中 ,其含量在5 %左右。

31、當(dāng)?shù)V渣棉在濕度大的環(huán)境中使用時(shí) ,其中的CaS遇水會(huì)分解為 Ca(OH) 2 和 H2S: 　CaS + 2H2O= Ca(OH) 2 + H2S。

32、這兩種反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)礦渣棉的使用均產(chǎn)生不良影響: ①Ca(OH) 2 使水呈堿性 ,礦渣棉中的β-2CaO·SiO2 在堿性水溶液的激發(fā)之下 ,更促使其水化反應(yīng)的進(jìn)行 ,使礦渣棉耐水性進(jìn)一步降低; ②H2S氣體可溶解于水生成氫硫酸 ,在與金屬接觸時(shí)將起腐蝕作用。

33、巖棉一般以玄武巖或輝綠巖為原料 ,除在熔煉時(shí)由焦炭帶入微量硫外 ,不存在更多的硫來(lái)源 ,因而其對(duì)金屬無(wú)腐蝕作用。

34、事實(shí)上 ,無(wú)論是巖棉或礦渣棉 ,在其使用過(guò)程中不可避免地會(huì)與金屬接觸以及存在水氣 ,因此 ,在選材時(shí)這兩種材料在耐腐蝕方面的差異不容忽視。

35、3 　結(jié)語(yǔ)巖棉與礦渣棉雖然存在很多相同之處 ,但也存在一些明顯的不同之處 ,因此不能完全混為一談。

36、在選用礦物棉作為隔熱材料時(shí) ,務(wù)必根據(jù)隔熱工程的具體情況 ,結(jié)合巖棉和礦渣棉各自的特點(diǎn)加以正確的選擇 ,特別對(duì)于兩者在耐水性、耐熱性和耐腐蝕性這三方面的特定條件下的使用 ,更應(yīng)予以重視。

相信通過(guò)礦渣棉這篇文章能幫到你，在和好朋友分享的時(shí)候，也歡迎感興趣小伙伴們一起來(lái)探討。

本文由用戶(hù)上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！

關(guān)鍵詞：