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硅微粉在低水泥浇注料中的作用

发布日期： 2017-11-08 00:00:00 阅读量（393）作者：

由于硅微粉粒度细(平均粒径不到高铝耐火细粉粒度的1/10)，因而在浇注料中添加硅微粉对浇注料中颗粒间形成的空隙填充效果好。

表1低水泥耐火浇注料的试样数据

低水泥耐火浇注料的试样数据

按照最紧密堆积原则，低水泥耐火浇注料中的耐火骨料采用多级颗粒级配，由此形成的颗粒之间的孔隙依靠更细的颗粒来填充。通过分散剂的分散，超细硅微粉能充分起到这种填充作用，以提高耐火浇注料的致密程度，降低其拌和用水量，使其在烘干后留下的孔隙减少，气孔率降低，从而提高了强度和高温使用性能。这是低水泥耐火浇注料中加入超细硅微粉的主要作用之一。从表1可看到：

1)除配方2外，1、3、4配方的气孔率≤18%，以特级高铝矾土熟料为骨料的配方3的气孔率最低，仅16%，而普通高铝水泥耐火浇注料的气孔率，一般为19%〜22%，较之要高3%〜5%;

2)除配方2外，1、3 4 配方的用水量≤6.8%，以特级高铝矾土熟料为骨料的配方3的用水量最低，仅6%，而普通高铝水泥耐火浇注料的用水量一般为9%〜13%，较之要高2%〜5%。配方2的气孔率高(21. 3%)、用水量高 (7.7%)，是因为三级高铝矾土熟料煅烧不完全、烧结不致密(体枳密度仅2. 52g/ cm3)、结构疏松，因而用它作骨料配制低水泥耐火浇注料，用水量高、气孔率高、强度偏低(表3)。

另一方面，由于硅微粉是无定形SiO2，遇水容易形成-Si-OH基(即硅醇基)，在80℃以前，硅醇基主要以氢鍵形式存在;80℃〜600℃，硅醇基大量脱水聚合形成牢固的-Si-O-Si-结合的三维空间网络结构，使浇注料强度较高。这说明活性超细硅微粉在低水泥耐火浇注料中还起到了结合剂的作用，提高了其强度。一般高铝水泥耐火浇注料的110℃供干耐压强度仅20〜30MPa，较之110℃烘干的达40〜60MPa要低50%。

同时，活性超细硅微粉在水中形成了胶体，胶体粒子在其周围吸附了分散剂形成溶媒层，从而增大了浇注料的流动性、降低了用水量，改善了其成型性能。这是低水泥耐火浇注料中加入硅微粉所起的第三个作用。

此外，由于超细硅微粉的颗粒细小、表面自由能大、晶格缺陷多、活性大，在中、高温下较易发生固相烧结反应和与高铝质耐火材料中的Al2O3发生莫来石化反应，从而提高了低水泥耐火浇注料的烧后强度。这是超细硅微粉在低水泥耐火浇注料中所起的第四个作用，这可从表3中得到验证：

1)普通的高铝水泥耐火浇注料800~1000℃强度为15〜25MPa，1300℃〜1500℃烧结强度为35〜60MPa，较之900℃时达40〜70MPa、1300℃时达60〜90MPa要低得多。对于配方3，以特级高铝矾土熟料作骨料和细粉、铝70水泥为促凝剂，经1500℃烧结后耐压强度更是高达102.9MPa，抗折强度>12.3MPa。

2)普通的高铝水泥耐火洗注料在中温价段(800℃〜1200℃)强度会降低，究其原因，一是在这个温度区间高铝水泥的水化产物脱水，结构被破坏，而基质部分的细粉尚未发生固相烧结反应;二是普通高铝水泥耐火浇注料用水量大(9%〜13%)，中温下水分脱除留下大量的气孔，使结构疏松。