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耐火材料行业知识

微硅粉在混凝体和水泥行业的应用

      1、前言概述

  随着国家经济持续快速发展,金属硅及硅铁合金的需求量也不断加大。在冶炼金属硅及硅铁合金的过程中,因高温产生的硅蒸汽与矿热电炉烟道内的氧气结合形成一氧化硅,随着烟道排出后,与空气中的氧气反应生成二氧化硅蒸气,并迅速冷凝成为细小的球状微粒粉尘。微硅粉具有颗粒细小、质量轻、比表面积大、火山灰活性强、耐火度高等性能,如果直接排放到空气中或捕集后大量堆放,会造成大气污染或引起扬尘,对人类健康和周边环境构成严重威胁,因此合理有效地应用微硅粉迫在眉睫。

  微硅粉中二氧化硅的品位决定了产品质量的高低,二氧化硅品位越高,产品的市场前景越好。

  2、在混凝土行业的应用

  微硅粉作为掺和料,其火山灰效应和微粒效应能改善混凝土的黏聚性和泌水性,同时能提高混凝土的材料强度、使用寿命、抗渗性等。混凝土掺入微硅粉可以降低生产成本,提高工程质量。

  F. A.Memon等研究了微硅粉对含粉煤灰的无机矿物聚合物混凝土硬度性能的影响。结果表明,当微硅粉替代一部分粉煤灰时,混凝土拌合物的和易性有所降低;然而随着微硅粉的加入,混凝土硬化后的力学性能显著提高,当微硅粉加入量为10%(质量分数冤时效果最为明显。此时,混凝土的坍落度降低了4.3%,抗压强度提高6.9%,抗拉强度提高12.8%,弯曲强度提高11.5%。

  YangJiansen等研究了干湿循环条件下,含微硅粉混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能,建立了混凝土抗硫酸盐腐蚀的数学模型。结果表明,干湿循环条件恶化了混凝土的抗硫酸盐腐蚀性,使其强度和耐腐蚀性显著降低。当水灰质量比为0.47、加气量为6%(体积分数),微硅粉质量分数为5%,砂子加入量30%时,所制备的混凝土耐硫酸腐蚀性能较好。与不含微硅粉的混凝土相比,该混凝土耐蚀系数的Ksq和K50分别提高了9%和7%。

  J.Y.Choi等研究了微硅粉含量和聚合物黏结剂比例对快速硬化聚合物改性混凝土性能的影响。研究表明,当微硅粉质量分数为4%时,混凝土的抗弯强度、抗压强度和黏结强度达到最大值,并且随着微硅粉和黏结剂含量的提高,其吸水性、碳化和抗氯离子穿透能力逐渐提高。

  3、在水泥行业的应用

  在水泥中添加微硅粉能够改善骨料的微观结构,填充水泥颗粒间的孔隙,减小颗粒间的摩擦,增加振动流动性,改善水泥可加工性能,提高水泥的质量。

  贺智勇等研究了微硅粉对超低水泥浇注料流动性的影响,微硅粉加入量越大,基质泥浆黏度越大。这是因为微硅粉与水形成的水化产物聚合致使浆体层流阻力加大,泥浆黏度上升。

  ChalermphanNarattha等对未经蒸压处理的硅酸盐水泥-粉煤灰-微硅粉混凝土的热重变化、抗压强度、导热系数做了测试,将混合物在水中和空气中分别固化3、7、28d后,其主要物相有硅酸钙水合物、钙矾石、钙铝黄长石、氢氧化钙和碳酸钙。与经过通风处理的水泥-粉煤灰混凝土相比,水泥-粉煤灰-微硅粉混凝土28d后的抗压强度和导热系数有所增加,且在水中固化的混凝土样品的抗压强度和导热系数高于空气中。X射线和热重分析表明,随着微硅粉的加入,样品中的氢氧化钙逐渐减少,这是由于微硅粉的引入导致了火山灰效应,使样品的抗压强度和导热系数提高。

  M.T.Palou等利用硅酸盐水泥-炉渣-微硅粉-变质高岭土制备了混合水泥。由于微硅粉具有较大的比表面积,使得其火山灰反应极为明显。经过较长时间的养护,硬凝材料能够显著提高样品的抗压强度。与传统的硅酸盐水泥相比,该研究制备的四元系混合水泥样品产生了更加具备热稳定性的水化产物,该物质被认为是研发特殊用途水泥最有前景的材料。


TAG标签: 硅盐酸水泥 超低水泥浇注料 微硅粉

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