硫酸鋁結(jié)合劑(AluminiumSulphateBinder)

　　耐火材料結(jié)合劑的一種。它是用鋁土礦硫酸分解法或氫氧化鋁硫酸分解法制取的工業(yè)硫酸鋁，經(jīng)水解后制得的。其反應式分別為：

　　硫酸鋁含18個結(jié)晶水[Al2(SO4)3?18H20]，是白色六角形鱗片或針狀結(jié)晶，密度1．62g/cm3，Al2O3理論含量為15.3%，熔點865℃，可溶于水、酸和堿溶液，不溶于醇。硫酸鋁水溶液呈酸性。當加熱時猛烈膨脹并變成海綿狀物質(zhì)。在835℃左右分解為Al2O3和SO3。SO3呈氣體逸出。

　　Al2(SO4)3?18H2O的18個結(jié)晶水分3次脫水。其差熱分析曲線見圖。

　　硫酸鋁晶體在常溫下水解較慢，可采用熱水或加熱方法加快溶解速度。用過濾法除去不溶物。硫酸鋁在水中溶解度與溫度關系見表1。

　　硫酸鋁加入量與所配制水溶液密度的關系見表2。

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　　表2硫酸鋁加人量與所配制水溶液密度的關系

　　硫酸鋁水解后生成凝膠體而凝結(jié)硬化。其反應式如下：

　　用硫酸鋁結(jié)合劑的結(jié)合體其硬化機理比較復雜，常溫下硫酸鋁溶液中呈現(xiàn)S02-、Al(0H)2+和A1(SO4)3等狀態(tài)存在。若不加促凝劑，凝固很緩慢或者不凝固。加入促凝劑后，如加入促凝劑礬土水泥后，SO2-會奪取礬土水泥中Ca2+形成CaSO4，同時還形成硫酸鐵、硫酸鎂等。它們之間會互相作用形成硫鋁酸鈣(3CaO?A12O3?3CaSO4?31H2O或3CaO?A12O3?CaSO4?12H2O)和硫酸鋁鐵(FeO?Al2O3?4SO3?22H2O)等新物質(zhì)的沉淀析晶，促使結(jié)合體凝結(jié)與硬化。

　　硫酸鋁結(jié)合劑結(jié)合的結(jié)合體由于新生成物數(shù)量不多，故在常溫下強度很低。在500～600℃之前熱處理后的強度與烘干強度接近。當700～800℃時由于硫酸鹽及硫鋁酸鹽相繼開始分解，放出SO3，[Al2(SO4)3——ALl2O3+3SO3]使結(jié)合體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疏松，強度降低。當高于1000℃時，由于硫酸鹽與硫鋁酸鹽分解得到的活性Al2O3易發(fā)生固相反應，形成新物質(zhì)和出現(xiàn)液相達到燒結(jié)，強度顯著提高。到1200℃時，結(jié)合體強度約為800℃時的3.5～5倍。

　　由于硫酸鋁水解反應產(chǎn)物為H2SO4，它可與原料中金屬和氧化物反應產(chǎn)生氫氣和水，對磚料成型性能不利，故采用硫酸鋁結(jié)合劑配料時需在一定溫度和濕度下困料24h以上。

　　用硫酸鋁結(jié)合劑可制備澆注料、搗打料、可塑料及不燒磚等，其使用溫度隨所用骨料及粉料的材質(zhì)不同而異。