微硅粉在各行業的應用

2016年08月09日

一、 微硅粉在混凝土中的應用:

微硅粉摻入水泥混凝土后能很好地填充于水泥顆?障吨,使漿體更微密,另外它還與游離的 Ca(OH) 結合,形成穩定的硅酸鈣水化物 2CaO 、SiO 2 、H 2 O, 該水化物凝膠強度高于 Ca(OH) 晶體,主要表現在:

( 1 )增加強度。使混凝土抗壓、抗折強度大大增加,摻入 5 — 10% 的微硅粉,抗壓強度可提高 10 — 30% ,抗折強度提高 10% 以上。

( 2 )增加致密度?節B性能提高 5 — 18 倍,抗化能力提高 4 倍以上。

( 3 )抗凍性:微硅粉在經過 300 — 500 次快速凍解循環,相對彈性模量隆低 10 — 20% ,而普通混凝土通過 25 — 50 次循環,相對彈性模量隆低為 30 — 73% 。

( 4 )早強性:微硅粉混凝土使誘導期縮短,具有早強的特性。

( 5 )抗沖磨、控空蝕性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高 0.5 — 2.5 倍,抗空蝕能力提高 3 — 16 倍。

提供以下實驗數據供參考:

1、活性指數試驗

原材料(g) 控制配比 測試試配比

525 號硅酸水泥 540 486

微硅粉 0 54

軟練標準砂 1350 1350

水 210 225

砂漿流動度( mm ) 111-113 113-118

抗折強度 (mpa) 10.21 11.46

28天 抗壓強度 (mpa) 76.1 83.8

活性 抗折 112

指數 抗壓 110

2、微硅粉摻量對砂漿強度的影響:

原材料用量 (g)

1 2 3 4 5

水泥 540.0 507.6 496.8 486.0 475.2

微硅粉 0 32.4 43.2 54.0 64.8

標準砂 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0

水 238.0 238.0 238.0 238.0 238.0

減水劑 RC 0 0.54 0.81 1.08 1.35

微硅粉摻量 % 0 6 8 10 12

砂漿流動度 mm 136 142 142 143 139

7 天 抗折強度 (Mpa) 7.66 7.56 7.59 7.19 7.19

抗壓強度 (Mpa) 52.2 49.6 53.0 50.7 49.6

28 天 抗折強度 (Mpa) 9.40 9.68 9.94 9.88 10.27

抗壓強度 (Mpa) 66.0 70.0 73.0 78.0 84.7

3、混凝土強度試驗:

原材料用量 (kg)

1 2 3

水泥 488.9

499.8 440.0

微硅粉 0 39.1 48.9

水 127.00 127.11 127.11

砂 621.7 621.7 621.7

石 1262.3 1262.3 1262.3

最大材料粒徑 mm 20 20 20

水灰比 0.26 0.26 0.26

微硅粉摻量 % 0 8 10

減水劑用量 % RC 1.0 1.0 1.0

抗壓強度 7 天齡期 62.2 68.9 69.6

28 天齡期 79.1 90.0 91.0

具體應用于以下工程建設領域:

( 1 )水利水電工程:大壩進水閘,引水渠道,隧洞,調壓井,主廠房下部結構(特別是水機蝸殼)等水工建筑物,充分利用硅粉混凝土具有良好的防水、抗滲、耐沖磨和抗空蝕的特性。從 1982 年起,先后在葛州壩、大伙房水庫、映秀彎電站、龍羊峽電站等修補和維護的工程中推廣應用,通過幾個汛期的考驗,效果很好。目前微硅粉混凝土在二灘電站、紫坪鋪水利樞紐、黃河小浪底水利樞紐工程中大量使用后,也都取得了很好的效果。

( 2 )工民建工程:微硅粉混凝土具有早強、高強特點,大量用于工業廠房、高層建筑。如遼寧鞍山國際大酒店 C50 混凝土、北京市財稅大樓 C110 混凝土等。既可增加強度,減小構件截面尺寸,縮短工期,又可節省工程造價。

( 3 )公路建設:充分利用微硅粉混凝土的早強、高強、耐磨性能,可以修建高等級公路、機場跑道、公路遂道及路面搶修等工程。儀征化纖公司在廠區中心干道用硅粉混凝土修建道路, 12 小時抗壓強度達到 25Mpa ,抗磨蝕提高 1 倍, 24 小時抗壓強度達到 37Mpa ,超過設計要求的 C20 混凝土。

( 4 )港口、橋梁、鹽水工程:微硅粉混凝土致密度高,同時具有很高電阻率,不易形成電化學破壞,增強了抗銹蝕性能。香港青馬大橋、江蘇連云港木材碼頭、重慶大佛寺長江大橋就是成功應用范例。

( 5 )噴射混凝土工程:混凝土中摻入微硅粉后,顯著改善了塑性混凝土粘附性能和凝聚性,大幅度降低了回彈量,增大噴射混凝土一次成型厚度,縮短工期,節省了工程造價。在歐美國家, 75% 的噴射混凝土都摻入硅粉,而挪威和瑞典,微硅粉是噴射混凝土的必備材料。

二、 微硅粉在耐火材料上的應用 :

硅粉作為一種新原料,在耐火行業普遍使用。它對不定形耐火材料的改善有重要作用。表現為:

( 1 )傳統耐火材料中有眾多孔隙,微硅粉充填于孔隙中,提高了體積密度和降低氣孔率,強度可明顯增強。

(2)微硅粉有強的活性,在水中能形成膠體粒子,加入適量的分散劑,可增強流動性,從而改善澆注性能。

( 3 )微硅粉在水中易形成 —Si-OH 基,具有較強的親水性和活性,能增強耐火材料的凝聚,同時對高溫性能有較大的改善,并可延長耐火制品的使用壽命。

微硅粉在耐火行業得到廣泛應用。實際應用在以下幾方面:

( 1 )代替純鋁氧化泥作耐火材料。

( 2 )作為添加劑生產不定形和定形耐火制品,使其強度、高溫性能大大地改善。

( 3 )作盛鋼桶整體的澆注結合促凝劑。

( 4 )其它耐火制品的粘聚劑、結合劑、促凝劑、添加劑。

三、微硅粉的其它用途:

( 1 )、水泥工業:在水泥中添加微硅粉后,性能得到改善,質量、標號都大大提高。

( 2 )、橡膠工業:橡膠加一定量微硅粉后,其延伸縮、抗撕裂性和抗老化度有很大提高,這種橡膠還具有良好的介電性,吸水能力低。

( 3 )、作防結塊劑:代替云母或硅藻土作防止肥料顆粒結塊的原料。

( 4 )、作球團粘合劑:微硅粉比表面積大,吸附性強,在國外作球團礦的粘合劑取得顯著效果。

( 5 )、水玻璃行業:可代替石英礦,生產出模數為 4 的水玻璃。

( 6 )、在油田作為固井使用:吉林油田、遼河油田、克拉瑪依油田等,都大量使用微硅粉,并取得很好使用效果。

( 7 )、在絕緣材料、防水材料、油漆、涂料、印刷工業等都得到應用。

我國目前擁有上千座硅鐵及工業硅爐,年產微硅粉約 25 萬噸,而現在環保設備收集的僅有 6 萬噸左右,而大量的微硅粉被排放到大氣中,直接污染了環境,同時也是對資源的浪費。因此,微硅粉作為一種不可再生的資源,對它的收集不但是一個環保效益,更是一個具有廣闊經濟價值的市場資源。

一、 微硅粉在混凝土中的應用 :

微硅粉摻入水泥混凝土后能很好地填充于水泥顆?障吨,使漿體更微密,另外它還與游離的 Ca(OH) 結合,形成穩定的硅酸鈣水化物 2CaO 、SiO 2 、H 2 O, 該水化物凝膠強度高于 Ca(OH) 晶體,主要表現在:

( 1 )增加強度。使混凝土抗壓、抗折強度大大增加,摻入 5 — 10% 的微硅粉,抗壓強度可提高 10 — 30% ,抗折強度提高 10% 以上。

( 2 )增加致密度?節B性能提高 5 — 18 倍,抗化能力提高 4 倍以上。

( 3 )抗凍性:微硅粉在經過 300 — 500 次快速凍解循環,相對彈性模量隆低 10 — 20% ,而普通混凝土通過 25 — 50 次循環,相對彈性模量隆低為 30 — 73% 。

( 4 )早強性:微硅粉混凝土使誘導期縮短,具有早強的特性。

( 5 )抗沖磨、控空蝕性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高 0.5 — 2.5 倍,抗空蝕能力提高 3 — 16 倍。

提供以下實驗數據供參考:

1、活性指數試驗

原材料(g) 控制配比 測試試配比

525 號硅酸水泥 540 486

微硅粉 0 54

軟練標準砂 1350 1350

水 210 225

砂漿流動度( mm ) 111-113 113-118

抗折強度 (mpa) 10.21 11.46

28天 抗壓強度 (mpa) 76.1 83.8

活性 抗折 112

指數 抗壓 110

2、微硅粉摻量對砂漿強度的影響:

原材料用量 (g)

1 2 3 4 5

水泥 540.0 507.6 496.8 486.0 475.2

微硅粉 0 32.4 43.2 54.0 64.8

標準砂 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0

水 238.0 238.0 238.0 238.0 238.0

減水劑 RC 0 0.54 0.81 1.08 1.35

微硅粉摻量 % 0 6 8 10 12

砂漿流動度 mm 136 142 142 143 139

7 天 抗折強度 (Mpa) 7.66 7.56 7.59 7.19 7.19

抗壓強度 (Mpa) 52.2 49.6 53.0 50.7 49.6

28 天 抗折強度 (Mpa) 9.40 9.68 9.94 9.88 10.27

抗壓強度 (Mpa) 66.0 70.0 73.0 78.0 84.7

3、混凝土強度試驗:

原材料用量 (kg)

1 2 3

水泥 488.9

499.8 440.0

微硅粉 0 39.1 48.9

水 127.00 127.11 127.11

砂 621.7 621.7 621.7

石 1262.3 1262.3 1262.3

最大材料粒徑 mm 20 20 20

水灰比 0.26 0.26 0.26

微硅粉摻量 % 0 8 10

減水劑用量 % RC 1.0 1.0 1.0

抗壓強度 7 天齡期 62.2 68.9 69.6

28 天齡期 79.1 90.0 91.0

具體應用于以下工程建設領域:

( 1 )水利水電工程:大壩進水閘,引水渠道,隧洞,調壓井,主廠房下部結構(特別是水機蝸殼)等水工建筑物,充分利用硅粉混凝土具有良好的防水、抗滲、耐沖磨和抗空蝕的特性。從 1982 年起,先后在葛州壩、大伙房水庫、映秀彎電站、龍羊峽電站等修補和維護的工程中推廣應用,通過幾個汛期的考驗,效果很好。目前微硅粉混凝土在二灘電站、紫坪鋪水利樞紐、黃河小浪底水利樞紐工程中大量使用后,也都取得了很好的效果。

( 2 )工民建工程:微硅粉混凝土具有早強、高強特點,大量用于工業廠房、高層建筑。如遼寧鞍山國際大酒店 C50 混凝土、北京市財稅大樓 C110 混凝土等。既可增加強度,減小構件截面尺寸,縮短工期,又可節省工程造價。

( 3 )公路建設:充分利用微硅粉混凝土的早強、高強、耐磨性能,可以修建高等級公路、機場跑道、公路遂道及路面搶修等工程。儀征化纖公司在廠區中心干道用硅粉混凝土修建道路, 12 小時抗壓強度達到 25Mpa ,抗磨蝕提高 1 倍, 24 小時抗壓強度達到 37Mpa ,超過設計要求的 C20 混凝土。

( 4 )港口、橋梁、鹽水工程:微硅粉混凝土致密度高,同時具有很高電阻率,不易形成電化學破壞,增強了抗銹蝕性能。香港青馬大橋、江蘇連云港木材碼頭、重慶大佛寺長江大橋就是成功應用范例。

( 5 )噴射混凝土工程:混凝土中摻入微硅粉后,顯著改善了塑性混凝土粘附性能和凝聚性,大幅度降低了回彈量,增大噴射混凝土一次成型厚度,縮短工期,節省了工程造價。在歐美國家, 75% 的噴射混凝土都摻入硅粉,而挪威和瑞典,微硅粉是噴射混凝土的必備材料。

二、 微硅粉在耐火材料上的應用 :

硅粉作為一種新原料,在耐火行業普遍使用。它對不定形耐火材料的改善有重要作用。表現為:

( 1 )傳統耐火材料中有眾多孔隙,微硅粉充填于孔隙中,提高了體積密度和降低氣孔率,強度可明顯增強。

(2)微硅粉有強的活性,在水中能形成膠體粒子,加入適量的分散劑,可增強流動性,從而改善澆注性能。

( 3 )微硅粉在水中易形成 —Si-OH 基,具有較強的親水性和活性,能增強耐火材料的凝聚,同時對高溫性能有較大的改善,并可延長耐火制品的使用壽命。

微硅粉在耐火行業得到廣泛應用。實際應用在以下幾方面:

( 1 )代替純鋁氧化泥作耐火材料。

( 2 )作為添加劑生產不定形和定形耐火制品,使其強度、高溫性能大大地改善。

( 3 )作盛鋼桶整體的澆注結合促凝劑。

( 4 )其它耐火制品的粘聚劑、結合劑、促凝劑、添加劑。

三、微硅粉的其它用途:

( 1 )、水泥工業:在水泥中添加微硅粉后,性能得到改善,質量、標號都大大提高。

( 2 )、橡膠工業:橡膠加一定量微硅粉后,其延伸縮、抗撕裂性和抗老化度有很大提高,這種橡膠還具有良好的介電性,吸水能力低。

( 3 )、作防結塊劑:代替云母或硅藻土作防止肥料顆粒結塊的原料。

( 4 )、作球團粘合劑:微硅粉比表面積大,吸附性強,在國外作球團礦的粘合劑取得顯著效果。

( 5 )、水玻璃行業:可代替石英礦,生產出模數為 4 的水玻璃。

( 6 )、在油田作為固井使用:吉林油田、遼河油田、克拉瑪依油田等,都大量使用微硅粉,并取得很好使用效果。

( 7 )、在絕緣材料、防水材料、油漆、涂料、印刷工業等都得到應用。

我國目前擁有上千座硅鐵及工業硅爐,年產微硅粉約 25 萬噸,而現在環保設備收集的僅有 6 萬噸左右,而大量的微硅粉被排放到大氣中,直接污染了環境,同時也是對資源的浪費。因此,微硅粉作為一種不可再生的資源,對它的收集不但是一個環保效益,更是一個具有廣闊經濟價值的市場資源。

來源:上海勝闊建筑材料有限公司