硅灰的作用 硅灰是一种金属冶炼过程的收尘粉,即副产品又叫烟道灰或微硅粉。由于具有火山灰的特点与比较高的活性,细度是以微米级来衡量的,硅灰的细度小于1um的占80%以上,平均粒径在0.1~0.3um,比表面积为:20~28m2/g。其细度和比表面积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。而且耐火度>1600℃。容重:1600~1700千克/立方米。 硅灰在形成过程中,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。掺有硅灰的物料,微小的球状体可以起到润滑的作用。 由于硅灰在使用的过程中,主要的作用是减水、增强、增加体密、提高抗折耐压强度,从而大幅提高产品材料的使用寿命与耐酸、碱的侵蚀,并且减少水泥的加入量。硅灰具有以上诸多优点与性能,所以被广泛应用于耐火材料、陶瓷、橡胶、水泥、混凝土、灌浆料、外墙保温以及砂浆与道路桥梁等行业企业中。硅灰在使用的过程中可以根据产品的外观颜色来采用硅灰的颜色。 恒英环保科技有限公司主要从事优质建材产品的研发与销售,以及相关领域内的技术服务与咨询,是专业的低碳建材产品应用解决方案提供商。本公司强大的研发实力以及自身雄厚的技术力量,经过数年的发展,已形成了完备的产品体系和产品技术应用体系。VCEM硅灰系列产品的原料来源清楚、质量稳定、氯离子含量低、比表面积**过15000m2/kg(BET法),是一种亚微米粉体材料,可显著提高混凝土密实性和抗渗性。(3)用做**化合物的补强材料。因其成份与气相法生产的白炭黑相近。可以用在橡胶、树脂、涂料、油漆、不饱合聚酯等高分子材料中用作填充补强材料。(4)化肥行业中用作防结块剂。硅灰的应用 1 在混凝土方面的应用 把硅粉作为掺和剂用于混凝土工业是国内外硅粉利用中研究是早、成果多、应用广的一个领域。由于硅粉粒度细,比表面积大,具有很高的火山灰活性,作为添加剂可以配制高强度混凝土。自1983年以来,在北美、欧洲、日本等都开始大量使用硅粉混凝土,仅1989年,挪威就有4万t硅粉用于混凝土,相当于5O万t水泥掺有硅粉,加拿大1985-1989年共使用了硅粉混凝土100万m3。硅粉加入混凝土中改善了混凝土多方面性能: 1.1 提高混凝土早期强度和终强度 国外研究证明,当硅粉对水泥的取代率在3O%以内时,蒸养温度为8O℃,砂浆一天的抗压强度为不掺硅粉的2倍(IOOMPa),若采用蒸压养护,则几乎达3倍(150MPa)。加拿大研究表明,当硅粉与高效减水剂复合使用时,混凝土的抗压强度为不掺硅粉的3~5倍。目前,美国、丹麦、挪威等国已有硅粉作掺和剂配制了强度高达1lOOkg/cm 的混凝土,而且工艺简单。硅粉在混凝土中的效应,随硅粉用量增加,活性和微粒对混凝土强度的影响也逐渐增强。1.2 增加致密度 混凝土中掺入硅粉增加了起反应的硅含量,在电镜下观察,掺硅粉混凝土的水泥石空隙中有晶体生长。另外,硅粉颗粒很细小,均匀地充填了混凝土微孔,减少了微空容积,从而使致密性增强。1.3 改善混凝土离析和泌水性能 国外研究证明,硅粉掺入量愈多,混凝土材料愈难以离析和泌水,当取代率达15%时,混凝土坍落度即使达15~20cm也不产生离析和泌水,当取代率达2O%~3O 时,混凝土直接放入自来水中也不易产生离析。 1.4 提高混凝土的抗渗性、抗化学侵蚀性和比电阻 由于硅粉的掺入提高了混凝土的密实性,大大减少了水泥石空隙,所以提高了硅粉 昆凝土的抗渗性能 国内外研究认为,当混凝土中硅粉取代率为1O%~2O 时,显著改善了混凝土的抗渗性、抗化学侵蚀性,而且对钢筋的耐腐蚀性也有改善,这是由于密实性的提高和SiO 含量的增加,有效地阻止了酸离子的侵入和腐蚀作用。另外,由于硅粉比电阻很高(1.2×1OnQ·cm),所以混凝土比电阻可提高1.9—1.6倍,有利于保护钢筋和埋设件。目前这些技术已在港口堤岸、水电站堤坝、飞机场跑道、越江隧道、多层厂房的防渗耐油地坪等工程中得到实际应用,上海市延安中路黄浦江越江隧道等特殊工程中。 2 在水工抗磨蚀材料中的应用 南京水利科学研究院用硅粉作为添加剂配制的“硅粉砂浆”已用于葛洲坝水闸修补工程中,结果表明,“硅粉砂浆”具有以下优良性能: 1)“硅粉砂浆”具有优越的抗冲磨性能,与600号普通水泥相比,抗冲磨性能提高60%~ 150%。 2)“硅粉砂浆”显著提高了砂浆的密实性,砂浆吸水率降低到普通水泥的20 ~30%而抗渗能力大大提高,能有效地阻止有害离子的侵入,从而提高了砂浆的耐久性。 3)“硅粉砂浆”的抗压强度比普通砂浆提高45 ~66%,抗拉强度提高7%~20 ,高强度可达11600N/cm ,“硅粉砂浆”还能促进水泥水化,提高早强。 3 作返回炉料 美国曾提出以球团形式作为电炉冶炼原料.球团的料比为每453.6kg硅石配22.7—113.4kg硅粉,制成球团,球的大尺寸为1 9-一25ram。硅粉成球的方法多用传统的圆盘成球机,挪威、日本等国都有报道,用纸浆废液、硅酸钠、NaCI、碱或碱土金属氢氧化物等水溶液或净水作粘结剂,球团中含水率为zo%,干球密度(O.72一O.75)×10 kg/m。,在空气中经一昼夜干燥,球团即可获得足够的机械强度。经电炉冶炼证明,加入较大量的球团时,炉子运行正常。挪威埃肯公司用水调和成1O一15mm球团,在竖炉中8OO一12OO’C烧结,不会爆裂且有足够强度,可返回作冶炼原料。前苏联将它用纸浆废液作粘结剂,按3O 比例加入电炉使用,效果良好。 4 在耐火烧注料中的应用 低水泥浇注料是7O年代发展起来的一种新型耐高温耐火注料,首先由法国研制成功。 1983年美国通用耐火材料公司将低水泥浇注料用于高炉出铁沟内衬,使用寿命是原普通浇注料的3倍。 低水泥浇注料主要是配入了硅粉和高效减水剂,可以节约铝酸盐水泥5O ~7O%,冶金部建筑研究总院对低水泥浇注料的试验结果见表3。与普通浇注料相比,低水泥浇注料在气孔率、强度、耐火度等方面都有所提高。 表3 低水泥浇注料和普通浇注料性能的对比 5 在化学工业中的应用 早在几年前有人研究硅粉在制造泡花碱(水玻璃)中的应用**成功。目前大都采用石英砂制造泡花碱,其模数不大于3.5,而使用硅粉制泡花碱,既可免去破碎、研磨石英砂对工人的危害,又可简化工艺、节约能源,并能制造出模数大于4的泡花碱,新工艺的基本原理如下: 低模数泡花碱 硅粉m+n>4 高模数的泡花碱为中性,可广泛应用于高温喷涂、铸钠、炉衬等方面。6 在橡胶工业中的应用 据前苏联文献报道,硅粉可作为制取橡胶、树脂的矿物原料,含有硅粉填料的橡胶,其相对延伸率、拉撕裂强度和抗老化性能均得到改善。7 其他用途 硅粉与KOH或K:CO 混合加热可制成缓效浓肥硅酸钾,它不易流失,能促进作物根部发育,抑制病虫害。硅粉还可用作化肥防结块剂。另外,前苏联还利用硅粉作硅酸盐砖,当硅粉配入7 时,砖的标号可达M25O—M300。 微硅粉/硅灰应用领域微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在水泥基的砼、砂浆与耐火材料浇注料中,掺入适量的硅灰,可起到如下作用:1、显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。2、具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。3、显著延长砼的使用寿命。特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下,可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍。4、大幅度降低喷射砼和浇注料的落地灰,提高单次喷层厚度。5、是高强砼的必要成份,已有C150砼的工程应用。6、具有约5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥浇注料中应用可降低成本.提高耐久性。7、有效防止发生砼碱骨料反应。8、提高浇注型耐火材料的致密性。在与Al2O3并存时,较易生成莫来石相,使其高温强度,抗热振性增强。 9、具有较强的火山灰效应,拌合混凝土时,可以与水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应,形成胶凝产物,填充水泥石结构,改善浆体的微观结构,提高硬化体的力学性能和耐久性。10、微硅粉为无定型球状颗粒,可以提高混凝土的流变性能。11、微硅粉的平均颗粒尺寸比较小,具有很好的填充效应,可以填充在水泥颗粒空隙之间,提高混凝土强度和耐久性。①增加强度;用硅粉代替部分水泥加到混凝土中,增加了密度和凝聚力,使混凝土抗压抗折强度大大增强,掺入5%~10%的硅粉,抗压强度可提高10%~30%,抗折强度提高10%以上。②增加致密度:硅粉可均匀地充填于水泥颗粒空隙之中,使混凝土较加致密,克服了混凝土常见的空隙弊病,对渗水性、碳化深度进行测试,结果表明,抗渗性可提高5~18倍,抗碳化能力提高4倍以上③抗冻性:测试表明硅粉混凝土在经过300~500次快速冻融循环,相对动弹性模量降低1%-2%,而普通混凝土仅通过25~50次循环,相对动弹性模量降低36%~73%④早强性:硅粉加入混凝土后,与游离的Ca(OH)2结合,从而降低Ca+2和OH-的浓度,使诱导期缩短,促进C2S水化,表现了硅粉使混凝土早强的特性,有资料介绍,硅粉能将混凝土18小时强度可提高30%⑤抗冲磨、抗空蚀性:我国水工建筑物60%以上受不同程度的冲磨、空蚀破坏。经测试表明,硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力高0.5~2.5倍,抗空蚀能力提高3~16倍。
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