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。
(1)传统耐火材料中有众多孔隙,微硅粉充填于孔隙中,提高了体积密度和降低气孔率,强度可明显增强。
(2)硅粉有强的活性,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)硅粉在水中易形成—Si-OH基,硅灰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。硅粉在耐火行业得到广泛应用。(1)公路建设:充分利用硅粉混凝土的早强、高强、耐磨性能,可以修建高等级公路、机场跑道、公路遂道及路面抢修等工程。在厂区中心干道用硅粉混凝土修建道路,12小时抗压强度达到25Mpa,抗磨蚀提高1倍,24小时抗压强度达到37Mpa,超过设计要求的C20混凝土。
(2)水利水电工程:大坝进水闸,引水渠道,隧洞,调压井,主厂房下部结构(特别是水机蜗壳)等水工建筑物,充分利用硅粉混凝土具有良好的防水、抗渗、耐冲磨和抗空蚀的特性。从1982年起,先后在葛州坝、大伙房水库、映秀弯电站、龙羊峡电站等修补和维护的工程中推广应用,通过几个汛期的考验,效果很好。目前硅粉混凝土在二滩电站、紫坪铺水利枢纽、黄河小浪底水利枢纽工程中大量使用后,也都取得了很好的效果。
(3)港口、桥梁、盐水工程:硅粉混凝土致密度高,同时具有很高电阻率,不易形成电化学破坏,增强了抗锈蚀性能。香港青马大桥、江苏连云港木材码头、重庆大佛寺长江大桥就是成功应用范例。
(4)喷射混凝土工程:混凝土中掺入硅粉后,显著改善了塑性混凝土粘附性能和凝聚性,大幅度降低了回弹量,增大喷射混凝土一次成型厚度,缩短工期,节省了工程造价。在欧美国家,75%的喷射混凝土都掺入硅粉,而挪威和瑞典,硅粉是喷射混凝土的必备材料。
(5)工民建工程:硅粉混凝土具有早强、高强特点,大量用于工业厂房、高层建筑。如辽宁鞍山国际大酒店C50混凝土、北京市财税大楼C110混凝土等。既可增加强度,减小构件截面尺寸,缩短工期,又可节省工程造价。硅粉具有颗粒特细(平均颗粒粒径为0.1um,仅为水泥颗粒的几百分之一)、表面积大(15000m2/kg)的特点。混凝土中加入硅粉后,其作用有:
(1)物理作用。因颗粒细,它填充了水泥颗粒之间的孔隙,使浆体更致密,改善了水泥、骨料的微观组织结构,从而提高了混凝土材料的宏观物理—力学性能(强度、抗渗性、耐久性、弹性模量等)。
(2)化学反应作用。硅粉中的主要成份二氧化硅(Sio2 )在碱性激发条件下,能与水泥水化析出的Ca(OH2)起反应,生成具有水硬性质的硅酸盐胶体—水化硅酸钙凝胶(又称CSH凝胶),这些凝胶堵塞在毛细管中,使毛细管孔变小,而且不连续,从而大大提高了混凝土密实性。并且水化硅酸钙凝胶强度远大于Ca(OH)2 凝胶。因此,硅粉具有火山灰效应和微粒效应两种优点,能改善新拌混凝土的泌水性和粘聚性,达到全面提高混凝土质量的目的。