微硅粉在混凝土砂浆中的应用

微硅粉主要应用于磨料行业，将微硅粉作为混凝土行业的掺合剂，是国外微硅粉回收中研究最早、成果最多、应用最广泛的领域。以微硅粉粒径小、SiO2纯度高、火山灰活性强等物理化学性质，在混凝土中加入微硅粉作为掺合剂，提高了混凝土的各种性能、早期强度和最终强度、密实度、离析和砂水性能、抗渗性、化学腐蚀性和比电阻。 

 

自20世纪80年代以来，微硅粉混凝土已广泛应用于北美、欧洲、日本和美国。挪威每年约有4万t硅粉用于混凝土，相当于50万吨水泥掺有硅粉。美国已研制出250MPa特高强混凝土。在我国大型水利建筑、桥涵、隧道和文物古迹的修复中的应用也充分证明，在混凝土工程中加入适量硅粉可以大大提高工程质量。

 

一般情况下，在砂浆和混凝土中使用微硅粉，主要有两种作用：①水泥消化产生的Ca(OH)2与微硅粉反应，生成Ca(OH)2水化物，低于C/S比生成Ca(OH)2水化物，而Ca和Ca(OH)2、较少或不含Ca(OH)2、不含Ca(OH)2、不易渗透的水泥石结构。②在砂浆和混凝土中加入硅粉和减水剂，填充在水泥粒子之间，降低砂浆混凝土的间隙率，改善间隙结构，进一步提高混凝土的性能。

 

20世纪70年代法国研制成功的低水泥浇注料，是一种新型的高性能耐火浇注料。低水泥型浇注料在国外应用广泛，在焦炉、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、有色金属、石化、水泥、陶瓷、电力等工业中得到广泛应用，取得了较好的技术经济效益。1983年，美国匹兹堡通用耐火材料有限公司将低水泥浇注料应用于干式高炉主出铁沟盖衬里，使用寿命从原来的75-100炉提高到300-400炉。铝酸钙水泥用于低水泥浇注料和普通浇注料。而前者与微硅粉、高效减水剂配合使用，其水泥用量为4%-8%，加水量只有5%-8%，比后者只有15%-8%，加水10%-15%。采用低水泥浇注料，既可节约昂贵的铝酸盐水泥50%-70%，又可改善其性能。

 

除此之外，微硅粉的重点应用领域还有集成电路覆铜板和芯片封装材料。

 

耐火浇注料中加微硅粉是补充微小气孔，通过超微粉精确的颗粒级配来提高浇注料的强度性能。

 

耐火浇注料的强度来自高铝水泥，高铝水泥中的CaO 达5％～ 8％。会对耐火浇注料的中温使用强度降低。如果在高温下低熔物量大，也是会降低耐火浇注料的高温使用性能；高铝水泥中 CaO 多会产生水化，水化后使用水量也会增多，加水量多会导致浇注料结构疏松。如果加入超微粉后，可将浇注料中的水泥量降低至6％， 使高铝水泥中的 CaO 和用水量降低，从而提高浇注料强度。这就是微硅粉在耐火浇注料中的重要性。

 

微硅粉是耐火浇注料中必不可少原料。浇注料中加入微硅粉，会增加浇注料的流动值。微硅粉粒径小，是球形粒子，极其容易进入到浇注料微小的空隙中，所以加入微硅粉具有良好的减水作用，还可以提高耐火浇注料的致密程度，降低气孔率，从而使耐火浇注料的强度更好。

 

添加微硅粉后的耐火浇注料耐压强度在不同温度下，也会发生明显的变化。初期强度在110℃，中温强度1100℃，由于SiO2微粉的细度活性与耐火浇注料中CaO和其他杂质成分的助熔作用，会产生较强的陶瓷结合。高温强度1450℃时，微硅粉在高温度下与氧化铝微粉会生成莫来石。使得耐火浇注料气孔降低，高温强度也更好。