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我們的成都微硅粉在其使用中的用途是什么呢?

發布時間: 2022-07-08    作者:東藍星
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很興奮各位新老客戶,再一次來到成都東藍星科技,小編也很開心和您再次相會哈!前段時間工廠技術職員過來公司給各位業務培訓知識,小編也是急急忙忙湊過去學習,要不要給我的學習精神點個贊呢,言歸正傳哈,下面小編主要是針對成都微硅粉做一下總結:

成都微硅粉簡介:


硅灰,也叫微硅灰、微硅粉或稱凝聚硅灰,主要成分為SiO2,是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅(金屬硅)時,礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2Si氣體,氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而成。硅灰在冷凝相變過程中受到表面張力的作用,形成了非結晶相無定形的圓球顆粒, 且表面較為光滑,有些可能是兩個或多個圓球粒粘在一起的團聚體。硅灰是一種比表面積很大、活性很高的火山灰物質。由于其粒度小,比表面積較大,具有極強的表面活性。

硅灰中SiO2含量很高,一般都在60%-98%,在其形成過程中也夾帶有少量雜質,如游離C、Fe2O3、CaO、K2O、Na2O等。硅灰的顏色隨著C、Fe2O3含量得增高,色澤由白、灰白到灰、深灰變化。就其質量而言, SiO2含量越高,顏色淡白為好。

硅灰的顆粒很細小,粒度一般在微米級,是一種超微固體物質。硅灰的比表面積可達20-25m2/g,比粉煤灰大50-70倍左右,比水泥約大80-100。硅灰根據其密度可以分為原狀硅灰(120~220kg/m3)、半加密硅灰(300~450kg/m3)、高加密硅灰(650~800kg/m3。

一、硅灰形成的的原理

在電弧爐中,硅石與碳質還原劑在爐內高溫還原氣氛下會發生物理、化學轉化,發生熔融、氣化、成核、冷凝等過程。生產碳化硅和工業硅的Si-C-O系統的熱力學,認為當冶煉溫度達2150℃以上,SiO將由液態轉變為氣態。隨著氣體向上擴散,由于爐內溫度逐漸降低,氧氣含量較充足,當溫度在1350℃以時SiO又由氣體氧化冷凝為SiO2固體。

 

工業硅冶煉示意圖

 

 

 

在工業硅生產過程中,硅石作為主要原料,其中含二氧化硅約98%,硅石中的二氧化硅絕大多數會被碳質還原劑還原,其他雜質也會隨著碳質還原劑的灰分,如氧化鈣、五氧化二磷和三氧化二鋁等被還原,在高溫下成為金屬氣體及一氧化碳氣體,存在于整個反應過程中。除此之外,冶煉過程中所使用的碳質還原劑中,如木炭、石油焦等,均含有不等量的揮發成分參與微硅灰的形成。因此,在微硅灰的形成過程中,硅石原料的純度越高,碳質還原劑中揮發分越低,在微硅灰中所能檢測到的雜質含量就會越低,這就表明硅石原料及碳質還原劑的純度將會影響微硅灰的質量。

微硅灰的收集主要采用布袋除塵器裝置,利用正壓過濾反吸清灰運行的方式

為原理進行微硅灰顆粒的收集。除塵器的工作溫度一般選擇在 200230℃,瞬間260℃,濾料選用耐高溫的聚四氟乙烯玻纖覆膜濾袋,設置U型空冷器作為降溫設備,采用可調式離心預除塵器作為硅微粉分選裝置,在除塵器進口設氣動混風閥,作為防止意外燒袋的預警裝置,與溫度檢測聯鎖,采用聲光報警方式,煙氣溫度≥230℃時氣動混風閥自動開啟,煙氣溫度230℃時氣動混風閥自動關閉,保證除塵系統安全、正常運行。除塵系統工藝流程如下圖。

硅灰收集示意圖


二、硅灰性能的評價指標

根據GB/T 27690-2011《砂漿、混凝土用硅灰》,對硅灰的性能要求如下:



分別對表中的性能指標要求進行分析可以得出:雜質含量和硅灰的形態這兩個指標決定著硅灰的性能優越。

1)雜質含量

二氧化硅含量、堿含量、氯離子含量、燒失量、放射性等指標都硅灰中含有的雜質影響。

二氧化硅:硅灰的主要成分。

堿含量:主要是指硅灰中堿性離子的存在如:Na+、K+等。

燒失量:主要是指硅灰中含有的碳質雜質,在高溫下大于700℃可以被灼燒掉的部分,主要對硅灰的吸水率、活易性等性能造成影響。

2)硅灰的形態

硅灰的形態主要包含硅灰的粒徑分布(大?。┖屯庥^狀態(球形或者啞鈴形等)。

需水量比:主要由硅灰的粒徑所決定,由于硅灰的主要粒徑集中在微納米級,硅灰的比表面積大,粒徑遠小于水泥,所以對水的吸收率更大,吸水量大于水泥。

比表面積:主要由硅灰的粒徑大小決定,粒徑越小,比表面積越大。

流動性:這是用于一般耐火材料硅灰,對其性能的簡單測試方法,在硅灰中加入一定量的水和磷酸鹽分散劑,然后攪拌測定其擴展度,以此來表征其流動性,主要由硅灰可以的外表形態所決定,球形度高的硅灰的流動度要大于非球形的硅灰,同時也受碳雜質等含量的影響。

 

四、硅灰的用途

研究表明,微硅灰作為添加劑可明顯提高材料的抗壓、抗腐蝕、抗磨、耐高溫等性能,在混凝土、水泥、耐火材料等領域的應用已相對完善,微硅灰的摻入在不同程度上解決了這些行業領域中生產時所出現的問題。

1)在水泥混凝土中的應用

由于微硅灰具有粒度小、高火山灰效應的特性,與普通硅酸鹽水泥相比,微硅灰與特殊外加劑、水泥熟料等配制而成的水泥表現出更優越的性能。1、顯著提高抗壓、抗折、抗滲、防腐、抗沖擊及耐磨性能。2、具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。3、顯著延長砼的使用壽命。4、大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰。5、是高強砼的必要成份。6、提高耐久性。7、有效防止發生砼堿骨料反應。8、具有極強的火山灰效應。9、微硅灰為無定型球狀顆粒,可以提高混凝土的流變性能。10、微硅灰的平均顆粒尺寸比較小,具有很好的填充效應,可以填充在水泥顆??障吨g,提高混凝土強度和耐久性。

微硅灰的火山灰效應對水泥有主動和被動的填料效應,可獨立或協同作用。在水泥熟料粉磨過程中,加入微硅灰有助于提高水泥的早期和后期強度,水泥比表面積明顯增大,且有助于粉磨,產品質量明顯提高。在堿激發高爐礦渣中,以水玻璃和NaOH為活化劑,添加微硅灰后,水泥的體積密度及表觀空隙率得到改善,縮短了水泥的凝固時間,可作為普通波蘭特水泥的粘合劑。不同等級的微硅灰對水泥的流動性有著直接影響。添加微硅灰到波蘭特水泥中后,其抗壓強度隨微硅灰含量的增加而增加,原因在于微硅灰顆??汕度胨袭a物的空隙,同時微硅灰中的無定形 SiO2和氫氧化鈣水合反應形成的硅酸鈣水合物,都有助于提高水泥的抗壓強度。

微硅灰具有極好的火山灰反應性和物理填充效果,是制造高性能混凝土的重要原料。利用微硅灰的高分散性充分填充水泥顆粒間的空隙,混凝土的總孔隙度降低、孔結構得到細化,增大了混凝土的強度及密實性。混凝土中加入微硅灰后可使瀝青老化指數顯著降低,提高抗磨能力,延長其使用壽命。地質聚合物混凝土中添加微硅灰后,其微觀結構更加致密,且具有更高的壓縮、拉伸和韌性強度。 部分硅灰去掉水泥過后可以使混凝土具有更高的強度,這是由于微硅灰中的玻璃態 SiO2與水泥中存在的石灰反應,生成二代硅酸鹽,產生致密的微觀結構,緊湊性更高,使混凝土具有高彈性模量和更高的抗壓強度。

目前我們的硅灰應用途徑:

1)預制構架用灌漿料和座漿料

鋼筋連接用套筒灌漿料是一種由水泥、細骨料、多種混凝土外加劑預拌而成的水泥基干混材料,現場按照要求加水攪拌均勻后形成自流漿體,具有黏度低、流動性好、強度高、微膨脹不收縮等優點,現場只需要加水攪拌直接灌漿,施工極其方便,鋼筋連接無需焊接,連接牢固,適合于產業化、裝配式住宅預制構件的連接,也可用于大型設備基礎的二次灌漿、鋼結構柱角的灌漿等。

座漿料用于裝配式住宅、產業化住宅預制框架柱、剪力墻等與基礎的封縫與填充,為套筒灌漿料做前期準備。是一種以水泥為膠結材料、配以復合外加劑和高強骨料,現場加水攪拌后即可使用,具有無收縮、高強、易施工等特性的專用座漿料,適用于各種設備墊板座漿。

硅灰的使用可以使灌漿料具有更好的工作性,防止離析泌水,同時具有增加早期強度的作用。

2)噴射混凝土用納米材料

采用納米級高活性無機粉體和有機高分子功能性助劑拌制而成,用于配制包括濕噴、干噴、潮噴混凝土在內的噴射混凝土,適用于水電、鐵路、高速交通、市政、民防等工程的噴射支護。

利用硅灰主要含有的微納米顆粒,更好的填充噴射混凝土的基體,有效增加混凝土的強度,降低整體的回彈。

3)抗沖磨劑

抗沖磨劑是針對常規混凝土和易性差、粘性大、水化熱高、自生收縮大、容易產生塑性收縮開裂和溫度裂縫等問題研發出的粉體材料,該產品適用于水工泄水、排沙建筑物,如溢洪道、泄洪洞、導流洞、引水洞、排沙洞等易受高速水流沖磨、空蝕破壞的工程。

利用硅灰的微納米結構,使混凝土的結構更加的致密,提高了混凝土的抗沖擊和抗磨損的性能。

4)氣密劑

主要用于改善混凝土孔結構,明顯改善混凝土結構密實狀態,成功解決普通混混凝土氣密性差的技術難題,使混凝土具備更優良的抗滲、抗腐蝕、減水增強、高密實度和耐久性。

5UHPC制品

超高性能混凝土,英文簡稱UHPC,也稱作活性粉末混凝土,是一款新型的混凝土材料。以超高的強度、韌性和耐久性為特征,可顯著改善傳統鋼筋混凝土的不足,在本質上是鋼和混凝土共同融合的新模式。

UHPC是根據緊密堆枳理論設計出來的材料,是過去三十年來.具創新性的水泥基工程材料,實現了工程材料性能的大跨越。超高性能表征的是同時具有超高強度、高韌性、低滲透性和高體積穩定性。

硅灰是制備UHPC不可或缺的材料。

6)在商混中的應用

目前商混的施工多數以泵送的形式進行,對混凝土的工作性能要求較高,混凝土在長距離的運輸過程中不能發生離析泌水等。

硅灰的使用可以有效的增強普通混凝土的工作性,減少離析泌水的發生,同時硅粉的活性度高,使用硅灰的時候可以有效的減少水泥的用量,雖然硅灰的價格較貴,但是可以降低整體的綜合成本,在商混當中也多使用高密硅灰,這樣可以方便運輸存儲。

2)耐火材料用硅灰

自從 1977 年法國推出超細粉結合水泥澆注料,超細粉或微粉成為高性能不定形耐火材料不可缺少的一部分,對于高鋁質澆注料,硅微粉(硅灰)是.常用的一種微粉。硅微粉顆粒小,比表面積大,反應活性高,能大大改善澆注料的流動性、致密性和燒結性。

八十年代末期,基于微硅灰細小的粒度、較高的比表面積及高表面活性等特點,我國開始較大規模地在陶瓷和耐火材料中使用微硅灰。選擇在耐火材料澆注料中添加適量的微硅灰,其顆??商畛淇障恫⒖焖佼a生擴散路徑,以除去水分子,這導致材料表面能的增加并改善了系統的顆粒堆積,顯著提高了可澆鑄耐火材料的抗氧化性、抗壓強度、抗張強度、延展性、抗熱震、耐熱沖擊性、抗腐蝕性、耐磨性、骨料與漿糊的結合強度,控制裂縫和自我修復的能力等性能。同時研究表明添加微硅灰可以降低特種耐火材料制品的燒結溫度。另外,添加適量微硅灰生產含低水泥的耐火材料,如超低、低及中水泥澆鑄料(ULCC、LCC MCC),較傳統的耐火材料相比,具有更高的熱性能、物理及機械性能。

耐火材料專用微硅灰(硅灰)應用范圍

1、高性能低水泥耐火澆注料及預制件,使用壽命高于普通澆注料,耐火度提高約100℃,高溫強度及抗熱震性能都明顯改善。已普遍應用于:焦爐、煉鐵、煉鋼、軋鋼、有色金屬、玻璃、陶瓷及發電等行業。

2、大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、涂抹修補料等。

3、自流型耐火澆注材料及干濕法噴射施工應用。

4、氧化物結合碳化硅制品(陶瓷窯窯具、隔焰板等)。

5、高溫型硅酸鈣輕質隔熱材料。

6、電瓷窯用剛玉莫來石推板。

7、高溫耐磨材料及制品。

8、剛玉及陶瓷制品。

9、賽隆結合耐火材料制品。目前除在澆注型耐火材料中普遍使用之外,在電熔和燒結型耐火材料亦獲得大量應用。




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