微硅粉在水泥及其制品行业的应用

    徽硅粉是矿热电炉生产硅铁和工业硅时产生大量挥发性很强的sio和si气体与空气接触、迅速级化并冷凝而生成的徽小物质，每吨硅铁(Fe3i75)可产生微硅粉120～200kg，每吨工业硅的生产甚至可产生300kg左右的微硅粉.

1、微硅粉的物理化学性质。

   微硅粉中的sio2含量很高，一般可达到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物相结构

冷凝形成徽硅粉的过程极为迅速.sio2还来不及形成晶体，其矿物属于无定形矿物.它是一种具有很大表面活性的火山灰物质。X衍射分析表明，硅粉的X衍射图谱显示为典型的玻璃态特征的弥散峰。

1.3颗粒形状、密度和细度

微硅粉冷凝时，在气、液、固相变过程中受表面张力的作用。形成呈大小不一的圆球状，且表面较为光滑，微硅粉的颗粒极其细微。较度<1um的占80%以上。平均较径为0.1um-0.15um.是一种超微固体物质我们肉眼粉到的白色絮状物是很多个圆球状颗粒黏贴在一起的集合体。

1.4其它性能

    微硅粉的颜色随C、Fe2O3含增高而色泽由白一灰白一灰一深灰变化.就质量而言，sio2含且高颜色淡白，白度在40～50

    耐火度(S_i0₂>90% 时)>1630℃;

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

    pH值6.7-8.0;  电阻率(常温下)2.4×10 ¹⁴ Ωcm

    (150'C时)3.3×10 ¹²Ωcm;

    自然倾斜角38-43度。

2、微硅粉在水泥及其制品行业的应用

硅及其它金周和合金妞徽粉。可用于精密阳瓷、高性能粉末冶金、导电性材料、磁性材料、传感器等新材料

   徽硅粉具有翅徽校特性，在改曹和提高材料的性能方面有着极为重要的作用。在抽有微硅扮的物料中由干徽硅粉异有的微小光滑的球状体在物料中取到润滑作用.减小了物料珊粒之间的内川擦力.从而改善了物料的可加工性能和提高材料的性能因此.微硅粉是一种优质的水泥、混凝土掺合料和低水泥浇注料的添加剂。

2.1用于制造水泥

    挪威冰岛等国的铁合金厂将网收的橄硅粉作为水泥原料。其应用方法如下:

    (1)水泥生料配料

    前苏联专利报道.在生产波特兰水泥的原料中配入18%-25%的徽硅粉.可提离水泥咨的产.和水泥质量.窑的能力提高10%-20% .水泥养护28d后。抗压强度由47MPa提高到54-56MPa.

     (2)生产混合水泥

    冰岛一家水泥公司将制成球状的限硅粉与熟料一起研磨生产含微硅粉约6%混合水泥;加拿大已制订有混合水泥的规范混合水泥要求微硅粉掺入量，在10%以内.微硅粉的sio2>85%,烧失量<6%。

    (3)生产超密水泥

    日本电气化等工业株式会社从丹麦迪西脱公司引进了以边西法依特命名的超密水泥这种水泥主要由微硅粉、特殊添加刑和水泥熟料等配制而成用它能制成致密度极高的混凝土，其强度比普通混凝土增加2一3倍，有良好的耐腐蚀性、绝缘性.耐肝性、坑渗性、抗冻性及氯离子的阻档性能等.

丹麦已将这种水泥用于防腐、耐磨蚀工厂和垂型机械厂的地面及要求绝缘和阻挡氯离子的防蚀层、水工混凝土工程等，还可以代替部分金属制品，丹麦防腐蚀研室中心正在研究用这种水泥作钢铁的防材涂层:原子能研究所正在研究用它作放射性废物的保护隔离材料。

2.2用于特殊要求的混凝土和改善混凝土砂浆的配制性能

    在砂浆和混凝上中使用微硅粉时一般都与减水剂同时使用，主要起两个作用：

    水泥水化过程产十的Ca(OH)2能与微硅粉反应.产生低C/S比的C-S-H水化物，构成少含或不含Ca（OH）2、不易渗透的水泥结构使砂浆和混凝土致密和均匀。

砂浆、混凝土中加人微硅粉和减水剂，充填到水泥颗粒之间，使砂浆、混凝土气孔率下降，气孔结构改善，进一步提高混凝土的性能。

2.2.1特殊要求混凝土

（1）混凝土性能特点

   （a）力学强度高

    微硅粉混凝十抗压强度比普通混凝土可以提高20%～80%。其它力学性能如杭折强度抗拉强度也都有很大提高。

   （b）物理化学性能改善

由于微硅粉混凝土密实度提高，气孔率减少，微气孔较多水，水泥石Ca(OH)2,减少或不存在,提高了凝土抵御外界介质的渗透.浸浊等能力密实的微硅粉混凝土可降低碳酸化速率，又有较大的电阻，所以能够保护钢筋和埋设件，微硅粉可以和i混凝土中存在的k2O和Na2O碱性物质相结合，从而减少了碱和骨料的反应，避免了工程的破坏，此外，还有较好的抗冻、防油、耐酸等性能

（2）应用范围

   （a）高强及民建下程

微硅粉高强混凝土土可广泛地应用于各种高强与预应力混凝土工程中。如建造高层大厦、高强度预制件，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，用于抗硫酸盐、氯酸盐钢筋防葫和提高耐久性工翟。混凝土中掺入微硅粉后，使水泥浆体更为致密.提高了抵坑氯离子掺人引起电化学破坏的能力，增强了钢筋混凝土的耐磨、耐腐、耐久性性能等，如用于沿海港口、海上石油平台的建设等。

   （c）水下混凝土的补强材料

作为水下混凝土的补强材料，混凝土中掺入微硅粉后提高了粘聚性，减少泌水和水泥桨的散失从而提高了水下混凝土的强度，水电工程中微硅粉混凝土是一种新型无机杭磨蚀材料，如我国已将微硅粉砂浆应用于葛洲坝等大型水闸的修补和蓄水池的防渗。

2.2.2 改善混凝土砂浆的配制性能

在配制混凝土砂浆时加人一定量的徽硅粉有以下优点：

（1）粘性大

在混凝土的运输和施上过程中不易离析分层，与岩石、混凝土、砖等材料粘结性好，用于喷射混凝土工程回弹量小。含微硅粉达20%-30%时，粘碉性更好，可用于水下工程施工。

（2）泌水性小

微硅粉混凝土在浇灌震实后，表而不泌水.不易产生沉缩裂缝，混凝土表而较为光滑。

2.3用作低水泥浇注料

    低水泥浇注料是70年代发展起来的一种新型高性能耐火浇注料，低水泥浇注料和普通浇注料都使用铝酸盐水泥，但前者掺入微硅粉和高效减水剂后，其水泥用量仅4%～8%，加水量仅5%～8%，比后者水泥用量15%～20%、加水量10%～15%，有大幅度减少 ,低水泥浇汪料不仅能节约50%～70%昂贵的铝酸盐水泥，而且性能还得到提高。

    低水泥浇注料首先由法国研制成功。它厂泛用于各种工业高温窑炉，有很好的技术经济效果，美国匹兹堡市通用耐火材料公司将低水泥浇注料用于高护出铁沟盖内村，使用寿命是普通浇注料的3倍，由75～100炉提高到i300-400炉.

    根据报道，低水泥浇注料在l国外应用极为广泛，已应用在焦炉、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、有色冶金、石油和化工、水泥、玻璃陶瓷及发电等工业中。

    总之，微硅粉一度被认为是一种严重污染环境的尘埃，而今，研究与利用已证实它是一种很有价值的商品。随着人们对循坏经济理念的认识和深化，将会对微硅粉的运用，开发出更多途径并不断提高其使用价值。