微硅粉是近20 年发展起来的一种高活性材料,因为具有良好的火山灰性质和微粒填充作用,已广泛地用作混凝土的掺合料。微硅粉也称硅灰、硅尘或二氧化硅,是硅铁和硅金属生产中的工业尘埃,它是在冶炼硅、铁合金时由电弧炉中高纯度石英与焦碳发生还原反应而生成的。
微硅粉具有以下特性:
① 它是一种非常细的粉末,主要成分是颗粒极细(0.1~0.2μm)的无定型的SiO2,它的平均粒径比水泥小100 倍,表面积约为1 5~2 0 m2/g ;
②因为硅是从蒸汽冷凝而得,故其粉末具有非常完美的球状形态;
③这种粉末含有85%~95%以上玻璃态的活性SiO2;
④ 微硅粉的比重为22~25,松散容重为200~300 kg/m3。微硅粉掺入混凝土后,对新拌和硬化混凝土的作用与上述几个特性有关。微硅粉的主要品质指标是它的SiO2 含量和细度。S i O 2 含量越高、细度越细,其对混凝土的改性效果也越好。 微硅粉的推广应用,标志着我国的建筑行业和陶瓷耐火材料生产进入高技术时期,80年代,由于微硅粉的应用也带动了其它微粉的应用,随着市场的发展变化,建筑行业、陶瓷及耐火材料要求日益提高,微硅粉的其特的理化性能,将会受到市场更加亲睐,应用前景十分广阔。近几年,微硅粉在建筑和建材行业中应用,达到非常理想的效果,其用途越来越广阔。
微硅粉渗入水泥混凝土后能很好地填充于水泥空隙之中,使浆体更微密,另外它还与游离的Ca(OH)结合,形成稳定的硅酸钙水化物2CaO.SiO2.H2O,该水化物凝胶强度高于Ca(OH)晶体,
主要表现在:
(1)增加强度:使混凝土抗压、抗折强度大大增加,渗入5-10%的微硅粉,抗压强度可提高10-30%,抗折强度提高10%以上;
(2)增加致密度:抗渗性能提高5-18倍,抗化能力提高4倍以上。
(3)抗冻性:微硅粉混凝土在经过300-500次快速冻解循环,相对弹性模量降低10-20%,而普通混凝土通过25-50次循环,相对弹性模量降低为30-73%;
(4)早强性:微硅粉混凝土使诱导期缩短,具有早强的特性;
(5)抗冲磨、控空蚀性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5-2.5倍,抗空蚀能力提高3-16倍。
微硅粉应用陶瓷及耐火材料,可以大大降低浇注料水的用量,大幅度提高浇注料的强度和密度,甚而提高产品质量,改善产品的寿命,是最理想的结合剂和性能改善掺合物。1.微硅粉用于混凝土,具有以下独特优点:
(1)制造高标号混凝土( C70以上),显著提高混凝土的强度和泵送性能;
(2)制造高抗渗(≥P30 )、结构自防水混凝土,用于地铁、隧道、高层建筑物的地下室;
(3)制造海工和化工混凝土,由于其高致密性能,有效阻止硫酸盐及氯离子对混凝土的渗透、侵蚀,避免混凝土钢筋受到腐蚀,从而延长混凝土的寿命;
(4)在水利、桥梁工程项目中,混凝土不仅需要上述基本指标,更对其耐磨、耐冲刷有非常苛刻的要求,掺入微硅粉成为必要;
(5)快速施工需要的早强、高强混凝土;
(6)隧道、地铁、大型基坑结构施工过程中用于支护的高强喷射混凝土;
(7)水下施工项目(如:桥墩、大坝、钻井平台等)用的混凝土;
(8)高速公路、大型桥梁的路面混凝土。
2.微硅粉用于改善耐火材料已有四十余年的历史,微硅粉用于耐火材料将具有下列特点:
(1)提高浇注型耐火材料的流动性、减少用水量,使其易于成型,生产效率大为提高;
(2) 由于其超微结构的填隙作用,耐火材料的致密性和强度获得大幅度提高;
(3)微硅粉具有高活性,在Al2O3成份存在的前提下,更易生成莫来石相,使耐火材料的的高温强度、热震性明显提高。