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微硅粉、硅灰目前除在不定型耐火材料浇注料中广泛使用之外,微硅粉硅灰在电熔和烧结型耐火材料中亦正获得大量应用。例如用作低水泥浇注料: 低水泥浇注料是七十年代发展起来的一种新型的耐火浇注料,首先由法国研制成功。它广泛用于各种工业高温窑炉,有很好的技术经济效果。1983年美国匹兹堡市通用耐火材料公司将低水泥浇注料用于高炉主出铁沟沟盖内衬,使用寿命是原普通浇注料的三倍,由75-100炉提高到300-400炉。
冶金部建筑研究总院自1985年开始进行低水泥浇注料研究,1988年通过部级鉴定。它已在宝钢、首钢热工设备上使用,有的已由国产材料代替了日本进口材料。
浙江中州硅业有限公司从事工业硅粉(金属硅粉)、硅微粉、微硅粉的研究和产品的深加工、制造;有二氧化硅(石英粉)、金属硅块的生产基地。
高耐化学腐蚀的混凝土 混凝土的耐化学腐蚀能力较差,掺用硅灰后,混凝土的结构致密,水化产物填充的孔隙,抗渗能力成倍提高,混凝土的抗腐蚀能力也成倍提高。日本学者做过配筋混凝土加入和硅灰后,抗渗透能力提高1000倍,后被用于密封核废料和性物质。
抑制碱-骨料反应 硅灰具有极高的火山灰活性,掺入硅灰后,混凝土中的氢氧化钙含量大幅度减少,消耗了胶体中的OH,使KOH、NaOH浓度降低,从而抑制了碱-骨料反应。
泡沫混凝土本体相的高强化 硅灰在泡沫混凝土中有益于提高料浆的黏度,改善和异性和稳泡,同时可以显著提高泡沫混凝土本体相的强度,可以实现同体积密度下的高强度,也可以用于制备超轻泡沫混凝土,改善外墙外保温系统中的泡沫混凝土的导热系数。
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二氧化硅微粉在形成过程中,因相变的过程中受表面张力的作用,形成了非结晶相无定形圆球状颗粒,且表面较为光滑,有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大,活性很高的火山灰物质。掺有微硅粉的物料,微小的球状体可以起到润滑的作用。
耐火材料添加剂
二氧化硅微粉主要被用作耐火浇注料、预制件、钢包料、透气砖、自流型耐火浇注料及干湿法喷射材料。在高温陶瓷领域,如:氧化物结合碳化硅制品,高温型硅酸钙轻质隔热材料,电磁窑用刚玉莫来石推板,高温耐磨材料及制品,刚玉及陶瓷制品,赛龙结合制品等,微硅粉的使用具有高流动性、低蓄水量、高致密度和高强度等特点。
冶金球团粘合剂
二氧化硅微粉用水调和制球团后进行自然干燥或烧结,不另加粘结剂,球团中杂质很少,可返回电炉作为冶炼材料。
化工产品分散剂
为了防止某些化工合成粉体结块,可用微硅粉取代较贵的处理材料,代替部分分散隔离及或增加效果,广泛用于微细、化肥、灭火剂等产品。
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二氧化硅微粉使用的重要性
数据表明:以15%的二氧化硅微粉取代水泥,则在混凝土中水泥颗粒与硅灰颗粒数量的比例为1:2000000,由此可知微硅粉是一种超细粉末物质,其之所以提高混凝土的强度,关键在于提高了水泥浆体与耐火骨料之间的粘结强度,能降低淡水,防止水分在骨料下表面聚集,从而提高界面过渡区的密实度和减小界面过渡区的厚度。
二氧化硅微粉的粒径比水泥颗粒要小100倍,填充于水泥颗粒的空隙之间,其效果如同水泥颗料填充在骨料之间一样,增加混凝土的密实度。然而微硅粉在这些作用的前提条件之一,就是良好的分散于混凝土中。
水泥浆与骨料的界面过渡区的厚度约为5um,是混凝土中的薄弱环节,而加入混凝土微硅粉的砂浆中,骨料界面过渡区则与伊浆的显微结构相似,密实匀质。二氧化硅微粉对硬化混凝土性能的的改善,主要被归结为对界面结构与组成的改良,净浆与骨料粘结强度的提高,从而消除了混凝土中不同复合组份的“弱连接”问题,使混凝士具有复合材料的特性,即骨料颗粒在混凝土中起着增强作用,而不仅仅是惰性的填充物。
在混凝土中添加硅灰能使混凝土更好的提高抗渗透性能,有效的提高抗化学腐蚀。但也有一缺点,就是加入硅灰的混凝土,养生期内容易吸水,必须及时保水,以防止干裂。