微矽粉是在工業電爐高溫冶煉矽鐵合金和工業矽時☁↟│,隨廢氣逸出的煙塵經特殊的捕集裝置收集處理而成·☁。在逸出的煙塵中☁↟│,SiO2含量約佔煙塵總量≥90%☁↟│,粒度非常小☁↟│,平均粒度約0.1μm☁↟│,故稱微矽粉·☁。
賽普森微矽粉系列主要有│·:耐磨地坪微矽粉☁·│☁▩、混凝土用微矽粉☁·│☁▩、公路鐵路用微矽粉☁·│☁▩、水利橋樑用微矽粉☁·│☁▩、耐火材料用微矽粉☁·│☁▩、水泥發泡板用微矽粉☁↟│,等各種微矽粉矽灰☁↟│,滿足不同行業的使用
微矽粉用途│·:
一☁·│☁▩、在混凝土方面的應用
把微矽粉作為摻和劑用於混凝土工業是國內外矽粉利用中研究是早☁·│☁▩、成果最多☁·│☁▩、應用最廣的一個領域·☁。由於微矽粉粒度細☁↟│,比表面積大☁↟│,具有很高的火山灰活性☁↟│,作為新增劑可以配製高強度混凝土·☁。自1983年以來☁↟│,在北美☁·│☁▩、歐洲☁·│☁▩、日本等都開始大量使用矽粉混凝土☁↟│,僅1989年☁↟│,挪威就有4萬t微矽粉用於混凝土☁↟│,相當於50萬t水泥摻有微矽粉☁↟│,加拿大1985-1989年共使用了微矽粉混凝土100萬m3·☁。微矽粉加入混凝土中改善了混凝土多方面效能│·:
1☁·│☁▩、提高混凝土早期強度和最終強度
國外研究證明☁↟│,當微矽粉對水泥的取代率在30%以內時☁↟│,蒸養溫度為80℃☁↟│,砂漿一天的抗壓強度為不摻微矽粉的2倍(100MPa)☁↟│,若採用蒸壓養護☁↟│,則幾乎達3倍(150MPa)·☁。加拿大研究表明☁↟│,當微矽粉與高效減水劑複合使用時☁↟│,混凝土的抗壓強度為不摻矽粉的3~5倍·☁。目前☁↟│,美國☁·│☁▩、丹麥☁·│☁▩、挪威等國已有微矽粉作摻和劑配製了強度高達1100kg/cm2 的混凝土☁↟│,而且工藝簡單·☁。微矽粉在混凝土中的效應☁↟│,隨微矽粉用量增加☁↟│,活性和微粒對混凝土強度的影響也逐漸增強·☁。
2☁·│☁▩、增加緻密度
混凝土中摻入微矽粉增加了起反應的矽含量☁↟│,在電鏡下觀察☁↟│,摻微矽粉混凝土的水泥石空隙中有晶體生長·☁。另外☁↟│,微矽粉顆粒很細小☁↟│,均勻地充填了混凝土微孔☁↟│,減少了微空容積☁↟│,從而使緻密性增強·☁。
3☁·│☁▩、改善混凝土離析和泌水效能
國外研究證明☁↟│,微矽粉摻入量愈多☁↟│,混凝土材料愈難以離析和泌水☁↟│,當取代率達15%時☁↟│,混凝土坍落度即使達15~20cm也不產生離析和泌水☁↟│,當取代率達20%~30 時☁↟│,混凝土直接放入自來水中也不易產生離析·☁。
4☁·│☁▩、提高混凝土的抗滲性☁·│☁▩、抗化學侵蝕性和比電阻
由於微矽粉的摻入提高了混凝土的密實性☁↟│,大大減少了水泥石空隙☁↟│,所以提高了微矽粉混凝土的抗滲效能 國內外研究認為☁↟│,當混凝土中微矽粉取代率為10%~20 時☁↟│,顯著改善了混凝土的抗滲性☁·│☁▩、抗化學侵蝕性☁↟│,而且對鋼筋的耐腐蝕性也有改善☁↟│,這是由於密實性的提高和SiO2 含量的增加☁↟│,有效地阻止了酸離子的侵入和腐蝕作用·☁。另外☁↟│,由於微矽粉比電阻很高☁↟│,所以混凝土比電阻可提高1.9―16倍☁↟│,有利於保護鋼筋和埋設件·☁。目前這些技術已在港口堤岸☁·│☁▩、水電站堤壩☁·│☁▩、飛機場跑道☁·│☁▩、越江隧道☁·│☁▩、多層廠房的防滲耐油地坪等工程中得到實際應用☁↟│,上海市延安中路黃浦江越江隧道等特殊工程中·☁。
二☁·│☁▩、在水工抗磨蝕材料中的應用
南京水利科學研究院用微矽粉作為新增劑配製的“矽粉砂漿”已用於葛洲壩水閘修補工程中☁↟│,結果表明☁↟│,“矽粉砂漿”具有以下優良效能│·:
1)“矽粉砂漿”具有優越的抗衝磨效能☁↟│,與600號普通水泥相比☁↟│,抗衝磨效能提高60%~ 150%·☁。
2)“矽粉砂漿”顯著提高了砂漿的密實性☁↟│,砂漿吸水率降低到普通水泥的20 ~30%而抗滲能力大大提高☁↟│,能有效地阻止有害離子的侵入☁↟│,從而提高了砂漿的耐久性·☁。
3)“矽粉砂漿”的抗壓強度比普通砂漿提高45% ~66%☁↟│,抗拉強度提高7%~20 %☁↟│,最高強度可達11600N/cm 2☁↟│,“矽粉砂漿”還能促進水泥水化☁↟│,提高早強·☁。
三☁·│☁▩、作返回爐料
美國曾提出以球團形式作為電爐冶煉原料.球團的料比為每453.6kg矽石配22.7―113.4kg微矽粉☁↟│,製成球團☁↟│,球的最大尺寸為1 9-25mm·☁。微矽粉成球的方法多用傳統的圓盤成球機☁↟│,挪威☁·│☁▩、日本等國都有報道☁↟│,用紙漿廢液☁·│☁▩、矽酸鈉☁·│☁▩、NaCI☁·│☁▩、鹼或鹼土金屬氫氧化物等水溶液或淨水作粘結劑☁↟│,球團中含水率為20%☁↟│,幹球密度(0.72-0.75)×10 kg/m·☁。☁↟│,在空氣中經一晝夜乾燥☁↟│,球團即可獲得足夠的機械強度·☁。經電爐冶煉證明☁↟│,加入較大量的球團時☁↟│,爐子執行正常·☁。挪威埃肯公司用水調和成10-15mm球團☁↟│,在豎爐中800一1200攝氏度燒結☁↟│,不會爆裂且有足夠強度☁↟│,可返回作冶煉原料·☁。前蘇聯將它用紙漿廢液作粘結劑☁↟│,按30%比例加入電爐使用☁↟│,效果良好·☁。
四☁·│☁▩、在耐火燒注料中的應用
低水泥澆注料是70年代發展起來的一種新型耐高溫耐火注料☁↟│,首先由法國研製成功·☁。1983年美國通用耐火材料公司將低水泥澆注料用於高爐出鐵溝內襯☁↟│,使用壽命是原普通澆注料的3倍·☁。
低水泥澆注料主要是配入了微矽粉和高效減水劑☁↟│,可以節約鋁酸鹽水泥50 ~70%☁↟│,冶金部建築研究總院對低水泥澆注料的試驗結果見表3·☁。與普通澆注料相比☁↟│,低水泥澆注料在氣孔率☁·│☁▩、強度☁·│☁▩、耐火度等方面都有所提高·☁。