硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。
微硅粉又称硅灰、凝聚硅灰、硅粉。是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物,整个过程需要用环保除尘设备进行回收,因为质量比较轻,还需要用加密设备进行加密。
在实际的交易过程中,许多厂商都把硅微粉当做微硅粉,但是由于二者有着本质的区别,所以在交易过程中往往会产生偏差,使得厂家提供的产品指标和需求方的指标参数存在很大差异。
三、硅微粉与微硅粉在外观上的差异
从外观上来说硅微粉与微硅粉基本也是比较容易辨别的。硅微粉其质纯、色白、颗粒均衡,是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料;根据硅石原料、还原剂或炉况的不同,绝大多数微硅粉呈灰色或深灰色。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。白色微硅粉较为罕见,数量比较有限。新拌硅粉混凝土的性能特点:
①粘性大
在混凝土的运输和施工过程中不易离析分层,与岩石、老混凝土、砖等材料粘结性好,用于喷射混凝土工程回弹量小。含硅粉量达20-30%时,粘稠性好,可用于水下工程施工。
②泌水性小
硅粉混凝土在浇灌振实后,表面不泌水,不易产生沉缩裂缝,混凝土表面较为光滑,对硅粉混凝土要早期养护。
硬化后混凝土的性能特点:
⑴力学强度高
在试验室配制抗压强度为100-150Mpa的硅粉混凝土已非难事。丹麦配制了抗压强度达到225-255Mpa的混凝土。我国上海用经挑选的骨料配制了抗压的混凝土为125pa的混凝土。硅粉混凝土抗压强度比普通混凝土可以提高200-80%,其它力学性能如抗折强度、抗拉强度也都有很大提高。
⑵物理化学性能改善
由于硅粉混凝土密实度提高,气孔率减少,微气孔较多,水泥石中Ca(OH)2减少或不存在,提高了混凝土抵御外界质的渗透、侵蚀等能力。密实的硅粉混凝土可降低碳酸化速率,又有较大的电阻率,所以能够保护钢筋和埋设件。硅粉可以和混凝土中存在的K2O和Na2O碱性物质相结合,从而消除或减少了碱和骨料反应。避免了工程的破坏。此外,它还有较好的抗冻、防油、耐酸等性能。 硅灰的研究始于斯堪的纳维亚国家,尽管20世纪50年代人们对硅灰作用就有所认识和初步的研究,但应用于实际工程中是从70年代开始的,首先是挪威和瑞典等国家在港口码头、北海油田及地下矿井中部分采用了硅灰混凝土,1982 年,挪威在伏诺维斯坝上正式采用了硅灰混凝土筑坝, 20世纪80 年代初加拿大在魁北克建立了硅灰混凝土,并对大体积硅灰混凝土进行试验研究,拌制高标号混凝土1 万立方米,1983年美国用硅灰混凝土修补了奥里夫尼河上的卡查坝消力池,效果良好。世界上其它国家也都加紧研究和应用。而我国对硅灰的研究历史不长,仅仅10多年时间,1985年水电部东勘院科研所和水电部第十工程局首次在四川渔子溪二级电站中试用了硅灰混凝土,在厂房混凝土中掺硅灰3 %~7 %,以提高早期强度,加快模板周转,达到预期效果,另外,在引水隧洞喷射混凝土中,掺硅灰715 %,以减少混凝土的回弹量,南科院在大伙房水库工程、龙羊峡泄水建筑物和葛洲坝泄水闸修补等工程中都采用了硅灰混凝土,效果较好,水科院对硅灰混凝土的耐久性能及硅灰水泥水藻灌浆材料进行了一些研究,并在二滩水电站基础固结灌浆中,潘家大坝溢流面修复工程、安康及四川秋达电站导流泄洪洞修补等工程中使用了硅灰混凝土,硅灰水泥灌浆。所有这些,说明硅灰混凝土作为一种高性能混凝土在工程中的应用日显重要,所以对其性能特别是其强度与耐久性的研究也倍受关注。