微矽粉產品綜合應用
一、 微矽粉在混凝土中的應用 :
微矽粉摻入水泥混凝土後能很好地填充於水泥顆粒空隙之中,使漿體更微密,另外它還與遊離的 Ca(OH) 結合,形成穩定的矽酸鈣水化物 2CaO 、SiO 2 、H 2 O, 該水化物凝膠強度高於 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% 的微矽粉,抗壓強度可提高 10 — 30% ,抗折強度提高 10% 以上。
( 2 )增加致密度。抗滲性能提高 5 — 18 倍,抗化能力提高 4 倍以上。
( 3 )抗凍性:微矽粉在經過 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:微矽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:微矽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號矽酸水泥 | 540 | 486 | |
微矽粉 | 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、 微矽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 | |
微矽粉 | 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 | |
微矽粉摻量 % | 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 | |
微矽粉 | 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 | |
微矽粉摻量 % | 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 |
具體應用於以下工程建設領域:
( 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)等水工建築物,充分利用矽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,先後在葛州壩、大夥房水庫、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。目前微矽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後,也都取得瞭很好的效果。
( 2 )工民建工程:微矽粉混凝土具有早強、高強特點,大量用於工業廠房、高層建築。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,減小構件截麵尺寸,縮短工期,又可節省工程造價。
( 3 )公路建設:充分利用微矽粉混凝土的早強、高強、耐磨性能,可以修建高等級公路、機場跑道、公路遂道及路麵搶修等工程。機征化纖公司在廠區中心乾道用矽粉混凝土修建道路, 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:微矽粉混凝土致密度高,同時具有很高電阻率,不易形成電化學破壞,增強瞭抗銹蝕性能。香港青馬大橋、江蘇連雲港木材碼頭、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:混凝土中摻入微矽粉後,顯著改善瞭塑性混凝土粘附性能和凝聚性,大幅度降低瞭回彈量,增大噴射混凝土一次成型厚度,縮短工期,節省瞭工程造價。在歐美國傢, 75% 的噴射混凝土都摻入矽粉,而挪威和瑞典,微矽粉是噴射混凝土的必備材料。
二、 微矽粉在耐火材料上的應用 :
矽粉作為一種新原料,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,微矽粉充填於孔隙中,提高瞭體積密度和降低氣孔率,強度可明顯增強。(2)微矽粉有強的活性,在水中能形成膠體粒子,加入適量的分散劑,可增強流動性,從而改善澆註性能。 ( 3 )微矽粉在水中易形成 —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,並可延長耐火制品的使用壽命。
微矽粉在耐火行業得到廣泛應用。實際應用在以下幾方麵:
( 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 )作盛鋼桶整體的澆註結合促凝劑。
( 4 )其它耐火制品的粘聚劑、結合劑、促凝劑、添加劑。
三、微矽粉的其它用途:
( 1 )、水泥工業:在水泥中添加微矽粉後,性能得到改善,質量、標號都大大提高。
( 2 )、橡膠工業:橡膠加一定量微矽粉後,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:代替雲母或矽藻土作防止肥料顆粒結塊的原料。
( 4 )、作球團粘合劑:微矽粉比表麵積大,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,都大量使用微矽粉,並取得很好使用效果。
( 7 )、在絕緣材料、防水材料、油漆、塗料、印刷工業等都得到應用。
我國目前擁有上千座矽鐵及工業矽爐,年產微矽粉約 25 萬噸,而現在環保設備收集的僅有 6 萬噸左右,而大量的微矽粉被排放到大氣中,直接污染瞭環境,同時也是對資源的浪費。因此,微矽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。
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