當(dāng)需要特殊的高強(qiáng)混凝土?xí)r,用硅灰作為摻合料配制高強(qiáng)混凝土,其強(qiáng)度等級(jí)可達(dá)100兆帕。國(guó)外許多重要的高層建筑,如美國(guó)的南瓦克大廈和德國(guó)法蘭克福的BfG大廈,都使用硅灰作為混凝土的增強(qiáng)劑。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的重要混凝土水利水電工程中,如海上石油鉆井平臺(tái)、大跨度橋梁、隧道等工程中加入硅灰,可以提高防滲、抗磨和抗腐蝕性能,如挪威北海石油鉆井平臺(tái)、挪威斯托爾馬跨海大橋(301米跨度LC60輕集料混凝土建筑)、丹麥的大伯特海峽大橋、連接丹麥和瑞典的厄勒海峽大橋、美國(guó)金祖阿大壩主廠房的防滲混凝土面板、進(jìn)水口閘門、隧道和下部結(jié)構(gòu)。硅灰混凝土用于公路路面和機(jī)場(chǎng)跑道時(shí),可以大大提高混凝土的早期強(qiáng)度和耐磨性。在公路路面的養(yǎng)護(hù)和維修中,可以提前通車,增加經(jīng)濟(jì)效益,如歐洲E-6和瑞典的E-18高速公路,以及倫敦非金屬處理廠的高耐磨地面處理。
在歐美,75%的噴射混凝土中摻有硅粉,而在挪威和瑞典,硅粉是噴射混凝土的必要材料。
]]>
篩分法
稱取一定量的微硅粉,將其緩緩倒入相應(yīng)目數(shù)的篩網(wǎng)里,如320目篩網(wǎng),用清水均勻沖洗,直至篩網(wǎng)里的微硅粉不再落下,然后取出篩網(wǎng)內(nèi)殘留的微硅粉烘干、稱量,通過(guò)公式計(jì)算粗細(xì)通過(guò)率,從而得出微硅粉的細(xì)度.
激光粒度分析法
利用激光在樣品中的散射光和衍射光的大小及強(qiáng)度,分析樣品中顆粒的粒徑分布情況,可準(zhǔn)確測(cè)量微硅粉的細(xì)度,能反映出不同粒徑區(qū)間的顆粒占比,操作簡(jiǎn)便、快速,結(jié)果準(zhǔn)確性高,廣泛應(yīng)用于科研和工業(yè)生產(chǎn).
透射電子顯微鏡法
通過(guò)電子束穿透微硅粉樣品,觀測(cè)顆粒的形貌和粒徑大小,可直觀地看到微硅粉顆粒的微觀形態(tài)和尺寸分布,能精確測(cè)量單個(gè)顆粒的粒徑,但制樣要求高、操作復(fù)雜、檢測(cè)速度慢,常用于對(duì)微硅粉細(xì)度要求極高或需要深入研究顆粒微觀結(jié)構(gòu)的情況.
氣體吸附法
在特定溫度和壓力下,使氣體吸附在微硅粉樣品表面,通過(guò)測(cè)量吸附氣體的量來(lái)計(jì)算微硅粉的比表面積,進(jìn)而反映其細(xì)度,適用于比表面積較大的微硅粉,可提供有關(guān)微硅粉表面特性和細(xì)度的間接信息.
沉降法
依據(jù)微硅粉顆粒在液體中的沉降速度與粒徑大小的關(guān)系來(lái)測(cè)定細(xì)度,顆粒粒徑越大,沉降速度越快,通過(guò)測(cè)量不同時(shí)間點(diǎn)的沉降量,計(jì)算出顆粒的粒徑分布和平均粒徑,操作簡(jiǎn)單,但測(cè)量精度相對(duì)較低,受顆粒形狀和液體性質(zhì)影響大。
]]>
和易性
– 由于微硅粉很細(xì),它的比表面積大。在混凝土攪拌過(guò)程中,微硅粉顆??梢蕴畛渌囝w粒之間的空隙,起到滾珠軸承的作用,使混凝土拌合物的流動(dòng)性提高。
– 不過(guò),如果微硅粉過(guò)細(xì),其巨大的比表面積會(huì)吸附更多的自由水,導(dǎo)致混凝土拌合物的粘聚性增大、流動(dòng)性降低,可能會(huì)出現(xiàn)干澀、難以振搗的情況。
強(qiáng)度
– 極細(xì)的微硅粉能更有效地填充混凝土中的微小孔隙,使混凝土更加密實(shí)。在混凝土硬化過(guò)程中,微硅粉與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣反應(yīng),生成更多的C – S – H(水化硅酸鈣)凝膠,提高混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度。
– 細(xì)度越高,這種填充和反應(yīng)效果通常越明顯,能顯著提升混凝土的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度。例如,對(duì)于一些對(duì)早期強(qiáng)度要求高的預(yù)制構(gòu)件,使用高細(xì)度微硅粉可以加快生產(chǎn)周期。
耐久性
– 高細(xì)度的微硅粉能夠減少混凝土內(nèi)部的連通孔隙,降低混凝土的滲透性。像氯離子、硫酸根離子等侵蝕性介質(zhì)就更難進(jìn)入混凝土內(nèi)部,從而提高混凝土的抗氯離子滲透性能和抗硫酸鹽侵蝕性能。
– 它還能增強(qiáng)混凝土的抗凍融性能。因?yàn)闇p少了孔隙,降低了凍融循環(huán)過(guò)程中因水結(jié)冰膨脹而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力,使混凝土結(jié)構(gòu)在惡劣環(huán)境下更不容易損壞。
]]>
– 將微硅粉用水調(diào)和后制成球團(tuán),然后進(jìn)行自然干燥或燒結(jié),可得到優(yōu)質(zhì)的球團(tuán)。這種球團(tuán)不需要額外添加粘結(jié)劑,且球團(tuán)中的雜質(zhì)很少,可返回電爐作為冶煉材料,能夠降低生產(chǎn)成本,提高冶煉效率和金屬回收率。例如,在鉻礦球團(tuán)的生產(chǎn)中,微硅粉能增強(qiáng)球團(tuán)的粘結(jié)性,使其在運(yùn)輸過(guò)程中不易破碎。
– 優(yōu)質(zhì)微硅粉主要被用作高性能耐火澆注料、預(yù)制件、鋼包料、透氣磚、自流型耐火澆注料及干濕法噴射材料等。微硅粉的超微結(jié)構(gòu)具有填隙作用,可提高耐火材料的致密性和強(qiáng)度;其高活性在有氧化鋁成分存在的前提下,更易生成莫來(lái)石相,使耐火材料的高溫強(qiáng)度和熱震性明顯提高。
– 噴射混凝土:在隧道的初期支護(hù)中,噴射混凝土是一種常用的施工方法。添加微硅粉后,可顯著提高噴射混凝土的強(qiáng)度、粘結(jié)性和抗?jié)B性,減少混凝土的回彈量,降低施工成本。微硅粉能夠填充混凝土中的孔隙,使混凝土結(jié)構(gòu)更加致密,增強(qiáng)其對(duì)隧道圍巖的支護(hù)能力,保障隧道施工的安全和穩(wěn)定性。例如,挪威、瑞典等北歐國(guó)家的鐵路隧道建設(shè)中,大量使用了摻有微硅粉的噴射混凝土。
– 襯砌混凝土:隧道的二次襯砌是保證隧道長(zhǎng)期穩(wěn)定和安全的重要結(jié)構(gòu)。微硅粉可以改善襯砌混凝土的性能,提高其抗壓強(qiáng)度、抗裂性和耐久性,延長(zhǎng)隧道的使用壽命。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜、對(duì)隧道結(jié)構(gòu)要求較高的鐵路隧道工程中,微硅粉的應(yīng)用尤為重要。
– 高性能混凝土:鐵路橋梁對(duì)混凝土的強(qiáng)度、耐久性和抗疲勞性等要求較高。將微硅粉摻入混凝土中,可以配制出高性能的混凝土,滿足鐵路橋梁的建設(shè)需求。微硅粉能夠與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),生成高強(qiáng)度的硅酸鈣凝膠,提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。同時(shí),微硅粉還可以降低混凝土的滲透性,減少水分和有害物質(zhì)的侵入,延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。
– 預(yù)應(yīng)力混凝土:在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中,微硅粉可以提高混凝土的早期強(qiáng)度和彈性模量,使預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠更好地發(fā)揮作用,提高橋梁的承載能力和抗變形能力。此外,微硅粉還可以減少預(yù)應(yīng)力混凝土的收縮和徐變,降低預(yù)應(yīng)力損失,保證橋梁的施工質(zhì)量。
– 無(wú)砟軌道:無(wú)砟軌道是一種新型的鐵路軌道結(jié)構(gòu),具有穩(wěn)定性好、平順性高、維修工作量小等優(yōu)點(diǎn)。微硅粉可以用于無(wú)砟軌道的混凝土道床中,提高道床的強(qiáng)度和耐久性,減少道床的裂縫和變形。同時(shí),微硅粉還可以改善道床混凝土的工作性,便于施工和澆筑。
– 道岔:道岔是鐵路軌道的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)材料的性能要求較高。微硅粉可以用于道岔的混凝土基礎(chǔ)和墊板中,提高其強(qiáng)度和耐久性,保證道岔的正常使用。
– 改良路基填料:在一些特殊地質(zhì)條件下,如軟土地基、黃土地區(qū)等,鐵路路基的穩(wěn)定性和承載能力可能會(huì)受到影響。將微硅粉與其他材料(如水泥、石灰等)混合后,可以用于改良路基填料,提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,減少路基的沉降和變形。
– 路基邊坡防護(hù):微硅粉可以用于路基邊坡的噴射混凝土防護(hù)中,提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力,防止邊坡坍塌和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
]]>
– 提高強(qiáng)度:微硅粉可以增加涂料的硬度和耐磨性。其微小的顆粒能夠填充在涂料的聚合物分子間,形成一種更緊密的結(jié)構(gòu),使涂料在受到外力作用時(shí)能夠更好地抵抗變形和磨損,從而延長(zhǎng)涂料的使用壽命,適用于一些對(duì)耐磨性要求較高的場(chǎng)所,如工廠車間、停車場(chǎng)等地面涂層。
– 增強(qiáng)耐久性:微硅粉能夠增強(qiáng)涂料對(duì)環(huán)境因素的抵抗能力,如耐紫外線、耐化學(xué)腐蝕、耐候性等。在戶外環(huán)境中,涂料容易受到紫外線、雨水、酸堿等因素的侵蝕,添加微硅粉后,可以形成更穩(wěn)定的涂層結(jié)構(gòu),減少這些因素對(duì)涂料的破壞,保持涂料的外觀和性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。
– 提高抗?jié)B性:微硅粉的填充作用可以降低涂料的孔隙率,減少水分和氣體的滲透。這對(duì)于一些需要防水、防潮、防氣體滲透的場(chǎng)所非常重要,如建筑物的地下室、衛(wèi)生間、屋頂?shù)炔课坏姆浪苛?,以及食品、藥品等行業(yè)的包裝涂料。
– 填充作用:微硅粉的顆粒細(xì)小,可以填充到涂料中的微小孔隙和缺陷中,提高涂料的體積固含量,減少涂料中液體成分的使用量。這樣不僅可以降低涂料的成本,還可以提高涂料的涂布率,使涂料在施工時(shí)能夠更均勻地覆蓋在基材表面。
– 改善流變性:微硅粉可以改善涂料的流變性,使其在施工時(shí)更容易涂布和流平。微硅粉的球狀顆粒形態(tài)和表面光滑的特性,能夠減少涂料在施工過(guò)程中的阻力,提高涂料的流動(dòng)性,使涂料能夠更好地適應(yīng)不同的施工方法和施工環(huán)境。
不過(guò),在使用微硅粉時(shí),需要注意分散均勻性,確保微硅粉在涂料中分散均勻,避免團(tuán)聚現(xiàn)象,同時(shí)要保證其與涂料體系相匹配,避免不良反應(yīng)。
]]>
– 增強(qiáng)強(qiáng)度和硬度:微硅粉具有高比表面積和高活性,能夠與橡膠中的分子相互作用。在橡膠中添加適量的微硅粉,可以增加橡膠分子之間的交聯(lián)密度,從而提高橡膠制品的強(qiáng)度和硬度,使其能夠承受更大的外力和壓力。例如,在一些對(duì)強(qiáng)度要求較高的橡膠制品,如橡膠輸送帶、橡膠密封件等,添加微硅粉后可以明顯提高其強(qiáng)度和硬度,延長(zhǎng)使用壽命。
– 改善耐磨性:微硅粉的硬度較高且顆粒形狀規(guī)則,在橡膠中起到填充和增強(qiáng)作用。其均勻分散在橡膠基體中,可以有效減少橡膠制品在使用過(guò)程中的磨損,提高橡膠制品的耐磨性和耐用性。像橡膠輪胎、橡膠鞋底等經(jīng)常受到摩擦的橡膠制品,添加微硅粉后可以顯著提高其耐磨性,降低磨損率。
– 形成化學(xué)鍵增強(qiáng)穩(wěn)定性:微硅粉可以與橡膠中的聚合物形成化學(xué)鍵,使橡膠分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,從而提高橡膠制品的耐老化性能。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中,橡膠制品容易受到氧氣、紫外線、熱等因素的影響而發(fā)生老化,導(dǎo)致性能下降。微硅粉的加入可以增強(qiáng)橡膠的抗老化能力,延長(zhǎng)橡膠制品的使用壽命。
– 吸收紫外線:微硅粉能夠吸收紫外線,減少紫外線對(duì)橡膠分子的破壞。這對(duì)于長(zhǎng)期暴露在戶外環(huán)境中的橡膠制品尤為重要,如橡膠管道、橡膠防水卷材等,添加微硅粉可以提高其耐候性,防止因紫外線照射而導(dǎo)致的老化和性能下降。
– 降低粘度和黏度:微硅粉可以降低橡膠的粘度和黏度,提高橡膠的流動(dòng)性。在橡膠加工過(guò)程中,這有助于橡膠更好地填充模具,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如,在橡膠擠出成型和注射成型過(guò)程中,添加微硅粉可以使橡膠更容易擠出和注射,減少加工過(guò)程中的能耗和廢品率。
– 提高分散性:微硅粉的顆粒細(xì)小,比表面積大,在橡膠中具有良好的分散性??梢允瓜鹉z中的各種添加劑均勻分散,提高橡膠制品的性能穩(wěn)定性。同時(shí),良好的分散性也有利于提高橡膠與其他材料的相容性,如在橡膠與纖維、金屬等材料的復(fù)合制品中,微硅粉可以提高橡膠與其他材料的結(jié)合力。
– 耐磨橡膠制品:包括橡膠板、管、帶、輥等。填充微硅粉的混煉膠具有膠料稀、滲透性好、分散性好、粘結(jié)性強(qiáng)等獨(dú)特性能,有利于混煉膠在帆布上的擦涂,增強(qiáng)了膠片與帆布之間的粘著強(qiáng)度,制品的扯斷強(qiáng)度、永久變形等機(jī)械性能均有明顯改善。
– 硅橡膠制品:微硅粉在硅橡膠制品中應(yīng)用時(shí),具有極低的含水量和很好的絕緣性,其最大粒度小于5μm,具有一定的補(bǔ)強(qiáng)性能,可以提高硅橡膠制品的強(qiáng)度和電氣性能。
]]>
一、增強(qiáng)作用
二、優(yōu)化工作性能
三、與其他材料協(xié)同作用
微硅粉是在冶煉硅鐵合金和工業(yè)硅時(shí)產(chǎn)生的二氧化硅和硅氣體遇空氣后迅速氧化冷凝所形成的一種硅質(zhì)粉體。它具有非晶態(tài)二氧化硅含量高、雜質(zhì)成分少、化學(xué)活性高、顆粒細(xì)小、比表面積大等特點(diǎn)。目前,微硅粉除在澆注型耐火材料中普遍使用外,在電熔的燒結(jié)型耐火材料中也獲得了大量應(yīng)用。
]]>