硅微粉在新鲜的浇筑料中至少具有双重的作用。一旦得到适宜的分散,由于硅微粉粒度小,其一项重要的性能是可降低耐火浇筑料中的水泥含量。根据普洛斯特和拉法格的专利,通过采用粒度渐次精心分级直至亚微颗粒粒度的颗粒,耐火浇筑料中的水泥含量可减少到大约1%。超细粉的应用基于这样一种假设,即在标准粒度分布的浇筑料中,其密度为在施工过程中充有过量水份的晶间空隙所限制。这些空隙可由渐次更细的颗粒填充,从而将水取代。余下的微孔由水合水泥胶滞体填充。正是基于这一原理,才导致了低用水量、高密度浇筑料技术的应用。使用硅微粉的浇筑料经 1000℃ 煅烧后,浇筑料中的孔隙率由大约20-30%降至8-16%而普通浇筑在中温下所经历的机械强度的下降则转而变得稳步上升。这样,硅微粉在浇筑料中的有益影响在理论上和实践中得到完全的确立。紧密堆积得以实现,水泥用量可以大降低。致使石灰含量为2.5-1%的水泥含量现在被划为低水泥浇筑料,而石灰含量为1-0.2%的为超低水泥浇筑料。 水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料,又称泡花碱。
水玻璃可根据碱金属的种类分为钠水玻璃和钾水玻璃,其分子式分别为Na2O.nSiO2和K2O.nSiOz.式中的系数n称为水玻璃模数,是水玻璃中的氧化硅和碱金属氧化物的分子比(或摩尔比)。水玻璃模数是水玻璃的重要参数,一般在1.5-3.5之间。水玻璃模数越大,固体水玻璃越难溶于水,n为1时常温水即能溶解,n加大时需热水才能溶解, n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模数越大,氧化硅含量越多,水玻璃粘度增大,易于分解硬化,粘结力增大。
水玻璃的生产有干法和湿法两种方法:
干法用石英岩和纯碱为原料,磨细拌匀后,在熔炉内于1300-1400℃温度下熔化,按下式反应生成固体水玻璃,溶解于水而制得液体水玻璃
湿法生产以石英岩粉和烧碱为原料,在高压蒸锅内,2—3大气压下进行压蒸反应,直接生成液体水玻璃。
微硅粉可代替石英矿,生产出模数为4的水玻璃。 硅粉作为一种新原料,在耐火行业普遍使用。它对不定形耐火材料的改善有重要作用。表现为:
(1)传统耐火材料中有众多孔隙,硅灰充填于孔隙中,提高了体积密度和降低气孔率,强度可明显增强。
(2)硅灰有强的活性,在水中能形成胶体粒子,加入适量的分散剂,可增强流动性,从而改善浇注性能。
(3)硅灰在水中易形成 —Si-OH 基,具有较强的亲水性和活性,能增强耐火材料的凝聚,同时对高温性能有较大的改善,并可延长耐火制品的使用寿命。