微硅粉在水泥及其制品行業(yè)的應(yīng)用

    徽硅粉是礦熱電爐生產(chǎn)硅鐵和工業(yè)硅時(shí)產(chǎn)生大量揮發(fā)性很強(qiáng)的sio和si氣體與空氣接觸、迅速級(jí)化并冷凝而生成的徽小物質(zhì)，每噸硅鐵(Fe3i75)可產(chǎn)生微硅粉120～200kg，每噸工業(yè)硅的生產(chǎn)甚至可產(chǎn)生300kg左右的微硅粉.

1、微硅粉的物理化學(xué)性質(zhì)。

   微硅粉中的sio2含量很高，一般可達(dá)到85%～98%，其它含AI2O3：0.5%-1.5% ,Fe2O3：0.1%-0.5% ,CaO：0.2%-0.4%,Mp：0.6%-0.8%

1.2物相結(jié)構(gòu)

冷凝形成徽硅粉的過(guò)程極為迅速.sio2還來(lái)不及形成晶體，其礦物屬于無(wú)定形礦物.它是一種具有很大表面活性的火山灰物質(zhì)。X衍射分析表明，硅粉的X衍射圖譜顯示為典型的玻璃態(tài)特征的彌散峰。

1.3顆粒形狀、密度和細(xì)度

微硅粉冷凝時(shí)，在氣、液、固相變過(guò)程中受表面張力的作用。形成呈大小不一的圓球狀，且表面較為光滑，微硅粉的顆粒極其細(xì)微。較度<1um的占80%以上。平均較徑為0.1um-0.15um.是一種超微固體物質(zhì)我們?nèi)庋鄯鄣降陌咨鯛钗锸呛芏鄠�(gè)圓球狀顆粒黏貼在一起的集合體。

1.4其它性能

    微硅粉的顏色隨C、Fe2O3含增高而色澤由白一灰白一灰一深灰變化.就質(zhì)量而言，sio2含且高顏色淡白，白度在40～50

    耐火度(S_i0₂>90% 時(shí))>1630℃;

    密度 2.1-3.0g/cm³; 堆密度 200-250kg/m³；

    pH值6.7-8.0;  電阻率(常溫下)2.4×10 ¹⁴ Ωcm

    (150'C時(shí))3.3×10 ¹²Ωcm;

    自然傾斜角38-43度。

2、微硅粉在水泥及其制品行業(yè)的應(yīng)用

硅及其它金周和合金妞徽粉�？捎糜诰荜�(yáng)瓷、高性能粉末冶金、導(dǎo)電性材料、磁性材料、傳感器等新材料

   徽硅粉具有翅徽校特性，在改曹和提高材料的性能方面有著極為重要的作用。在抽有微硅扮的物料中由干徽硅粉異有的微小光滑的球狀體在物料中取到潤(rùn)滑作用.減小了物料珊粒之間的內(nèi)川擦力.從而改善了物料的可加工性能和提高材料的性能因此.微硅粉是一種優(yōu)質(zhì)的水泥、混凝土摻合料和低水泥澆注料的添加劑。

2.1用于制造水泥

    挪威冰島等國(guó)的鐵合金廠將網(wǎng)收的橄硅粉作為水泥原料。其應(yīng)用方法如下:

    (1)水泥生料配料

    前蘇聯(lián)專利報(bào)道.在生產(chǎn)波特蘭水泥的原料中配入18%-25%的徽硅粉.可提離水泥咨的產(chǎn).和水泥質(zhì)量.窯的能力提高10%-20% .水泥養(yǎng)護(hù)28d后�？箟簭�(qiáng)度由47MPa提高到54-56MPa.

     (2)生產(chǎn)混合水泥

    冰島一家水泥公司將制成球狀的限硅粉與熟料一起研磨生產(chǎn)含微硅粉約6%混合水泥;加拿大已制訂有混合水泥的規(guī)范混合水泥要求微硅粉摻入量，在10%以內(nèi).微硅粉的sio2>85%,燒失量<6%。

    (3)生產(chǎn)超密水泥

    日本電氣化等工業(yè)株式會(huì)社從丹麥迪西脫公司引進(jìn)了以邊西法依特命名的超密水泥這種水泥主要由微硅粉、特殊添加刑和水泥熟料等配制而成用它能制成致密度極高的混凝土，其強(qiáng)度比普通混凝土增加2一3倍，有良好的耐腐蝕性、絕緣性.耐肝性、坑滲性、抗凍性及氯離子的阻檔性能等.

丹麥已將這種水泥用于防腐、耐磨蝕工廠和垂型機(jī)械廠的地面及要求絕緣和阻擋氯離子的防蝕層、水工混凝土工程等，還可以代替部分金屬制品，丹麥防腐蝕研室中心正在研究用這種水泥作鋼鐵的防材涂層:原子能研究所正在研究用它作放射性廢物的保護(hù)隔離材料。

2.2用于特殊要求的混凝土和改善混凝土砂漿的配制性能

    在砂漿和混凝上中使用微硅粉時(shí)一般都與減水劑同時(shí)使用，主要起兩個(gè)作用：

    水泥水化過(guò)程產(chǎn)十的Ca(OH)2能與微硅粉反應(yīng).產(chǎn)生低C/S比的C-S-H水化物，構(gòu)成少含或不含Ca（OH）2、不易滲透的水泥結(jié)構(gòu)使砂漿和混凝土致密和均勻。

砂漿、混凝土中加人微硅粉和減水劑，充填到水泥顆粒之間，使砂漿、混凝土氣孔率下降，氣孔結(jié)構(gòu)改善，進(jìn)一步提高混凝土的性能。

2.2.1特殊要求混凝土

（1）混凝土性能特點(diǎn)

   （a）力學(xué)強(qiáng)度高

    微硅粉混凝十抗壓強(qiáng)度比普通混凝土可以提高20%～80%。其它力學(xué)性能如杭折強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度也都有很大提高。

   （b）物理化學(xué)性能改善

由于微硅粉混凝土密實(shí)度提高，氣孔率減少，微氣孔較多水，水泥石Ca(OH)2,減少或不存在,提高了凝土抵御外界介質(zhì)的滲透.浸濁等能力密實(shí)的微硅粉混凝土可降低碳酸化速率，又有較大的電阻，所以能夠保護(hù)鋼筋和埋設(shè)件，微硅粉可以和i混凝土中存在的k2O和Na2O堿性物質(zhì)相結(jié)合，從而減少了堿和骨料的反應(yīng)，避免了工程的破壞，此外，還有較好的抗凍、防油、耐酸等性能

（2）應(yīng)用范圍

   （a）高強(qiáng)及民建下程

微硅粉高強(qiáng)混凝土土可廣泛地應(yīng)用于各種高強(qiáng)與預(yù)應(yīng)力混凝土工程中。如建造高層大廈、高強(qiáng)度預(yù)制件，建造越江隧道工程等。

   （b）港口及海洋l工程

港日、海洋工程等的耐久材料，用于抗硫酸鹽、氯酸鹽鋼筋防葫和提高耐久性工翟。混凝土中摻入微硅粉后，使水泥漿體更為致密.提高了抵坑氯離子摻人引起電化學(xué)破壞的能力，增強(qiáng)了鋼筋混凝土的耐磨、耐腐、耐久性性能等，如用于沿海港口、海上石油平臺(tái)的建設(shè)等。

   （c）水下混凝土的補(bǔ)強(qiáng)材料

作為水下混凝土的補(bǔ)強(qiáng)材料，混凝土中摻入微硅粉后提高了粘聚性，減少泌水和水泥槳的散失從而提高了水下混凝土的強(qiáng)度，水電工程中微硅粉混凝土是一種新型無(wú)機(jī)杭磨蝕材料，如我國(guó)已將微硅粉砂漿應(yīng)用于葛洲壩等大型水閘的修補(bǔ)和蓄水池的防滲。

2.2.2 改善混凝土砂漿的配制性能

在配制混凝土砂漿時(shí)加人一定量的徽硅粉有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）粘性大

在混凝土的運(yùn)輸和施上過(guò)程中不易離析分層，與巖石、混凝土、磚等材料粘結(jié)性好，用于噴射混凝土工程回彈量小。含微硅粉達(dá)20%-30%時(shí)，粘碉性更好，可用于水下工程施工。

（2）泌水性小

微硅粉混凝土在澆灌震實(shí)后，表而不泌水.不易產(chǎn)生沉縮裂縫，混凝土表而較為光滑。

2.3用作低水泥澆注料

    低水泥澆注料是70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高性能耐火澆注料，低水泥澆注料和普通澆注料都使用鋁酸鹽水泥，但前者摻入微硅粉和高效減水劑后，其水泥用量?jī)H4%～8%，加水量?jī)H5%～8%，比后者水泥用量15%～20%、加水量10%～15%，有大幅度減少 ,低水泥澆汪料不僅能節(jié)約50%～70%昂貴的鋁酸鹽水泥，而且性能還得到提高。

    低水泥澆注料首先由法國(guó)研制成功。它廠泛用于各種工業(yè)高溫窯爐，有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，美國(guó)匹茲堡市通用耐火材料公司將低水泥澆注料用于高護(hù)出鐵溝蓋內(nèi)村，使用壽命是普通澆注料的3倍，由75～100爐提高到i300-400爐.

    根據(jù)報(bào)道，低水泥澆注料在l國(guó)外應(yīng)用極為廣泛，已應(yīng)用在焦?fàn)t、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼、有色冶金、石油和化工、水泥、玻璃陶瓷及發(fā)電等工業(yè)中。

    總之，微硅粉一度被認(rèn)為是一種嚴(yán)重污染環(huán)境的塵埃，而今，研究與利用已證實(shí)它是一種很有價(jià)值的商品。隨著人們對(duì)循壞經(jīng)濟(jì)理念的認(rèn)識(shí)和深化，將會(huì)對(duì)微硅粉的運(yùn)用，開發(fā)出更多途徑并不斷提高其使用價(jià)值。