微硅粉(又称硅灰或凝聚硅灰),是在冶炼硅铁或工业硅过程中产生的气相物质经过滤、氧化、冷凝、沉淀而形成。微硅粉中的二氧化硅属于无定型物质,活性高,颗粒细小,比表面积大,具有优良的理化性能,广泛应用于建筑、冶金、高级保温材料等行业。
它是采用流化床法结合酸洗法对微硅粉进行提纯实验研究,分别探讨了微硅粉酸洗除杂过程中各因素(反应温度、反应时间、酸浓度、固液比)以及流化除杂过程中各因素(反应温度、反应时间、反应气氛)对微硅粉纯度的影响。
通过实验对比提纯效果得出以下结论:采用先酸洗后流化提纯方式进行提纯,酸洗条件下:反应温度为140℃,反应时间为60min,盐酸浓度为6mol/L,固液比为1g:8.3mL。流化条件下:反应温度为700℃,反应时间为3.0h,反应气氛为空气气氛。经过提纯后,微硅粉纯度由原来的81.62%提高到94.33%,此时杂质含量分别为:游离碳从1.25%到0.075%。 微硅粉是从金属硅或硅铁等合金冶炼的烟气中回收的粉尘,其不定形态二氧化硅含量很高,具有优异的火山灰活性。资料表明,微硅粉可以加速C3S、C3A和C4AF的早期水化速率,但会延迟C2S的水化,影响水泥水化反应动力学,加速水化放热。
消耗混凝土体系中的Ca(OH)2,提高混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度,降低孔隙率,提高黏附性、保坍性,降低泌水率,增大喷射混凝土一次成型厚度,缩短工期,节省造价;补偿混凝土后期强度并较大幅度提高抵抗硫酸盐侵蚀能力;对不同种外加剂适应性不同,同时将对混凝土流变性能产生不同程度影响。
研究成果表明,随着水灰比的减小,微硅粉含量的增加,混凝土的收缩将会增大,并且在低水灰比高掺量硅粉的情况下混凝土收缩产生的应力在早期发展尤为迅速和明显。因此微硅粉在混凝土中掺量不宜过大,掺量在10%以下为宜。 微硅粉系冶炼硅、硅铁合金过程中的一种副产品,而作为一种活性矿物掺合料被广泛应用到水泥基复合材料中,常见主要应用于混凝土中,以此来提高混凝土的物理性能与耐久性。纤维增强水泥作为水泥基复合材料的一大类别,目前并未见到微硅粉在此方面的研究与应用。
微硅粉对纤维增强水泥物理性能的影响,并探讨其作用机理及其在生产应用中的最佳掺量。同时,对微硅粉在生产应用中常见的几个问题也作了进一步的研究。为保证微硅粉在纤维增强水泥中更好地发挥效用,均采用自制微硅粉料浆,由于气候条件的影响,数据中存在某种程度的差异。
不同类别纤维增强水泥的试体因不是同一天成型,养护制度可能有较大波动,其物理性能的试验数据无可比性;同时,为尽量减小误差,同类别纤维增强水泥试体均采用同一天成型,养护制度必然也相同,它们的物理性能之间可以进行比较。