二氧化硅微粉原料.ppt

* * 二氧化硅微粉原料 河南科技大学高温材料研究院 2011-3-14 内容简介 二氧化硅微粉是什么？ 二氧化硅微粉的特性 1、球形，粒径小—流动性 2、活性较大—反应性 3、提高混凝土和耐火材料的强度—结合性 硅微粉的生产工艺流程 热还原炉的反应方程式： 硅铁合金的生产反应： SiO2(s)+2C(s)+xFe(s)=FexSi(l)+2CO(g) 金属硅的生成反应： SiO2(s)+2C(s)=Si(l)+2CO(g) 同时，还会伴随如下的反应： SiO2+3C=SiC+2CO(g) SiO2+C=SiO(g)+CO(g) SiO(g)+SiC=2Si+CO(g) 2SiO(g)+O2=2SiO2(硅微粉) 硅微粉和水泥颗粒对比 水泥颗粒（左）和硅微粉在同样放大倍数下的照片 硅微粉用于耐火材料 1947年欧洲硅微粉进行废料填埋 80年代硅微粉用于硅酸盐水泥 1951年硅微粉应用研究 加入水泥或水玻璃处理 二氧化硅微粉的形貌 为什么硅微粉颗粒都是球形的？ 对浇注料的影响——流动性 二氧化硅的结构 观察图中有何不当之处 思考：硅灰可能的结构？ 无序的硅氧链结构，其内部有毛细管通道，表面有断键，表面能很高，遇水后易形成Si-OH键 规则的硅氧四面体网络结构 硅微粉A和硅微粉B的D90、D50和D10 关心的问题： 粒度组成：硅微粉B相对于硅微粉A要粗很多 团聚性：加密和不加密，采取搅拌等措施充分分散 流动性：浇注料流动值 强度：浇注料强度 0.27 0.52 0.44 5.17 D10/μm 0.46 5.48 0.62 13.75 D50/μm 0.79 18.47 5.89 37.94 D90/μm 硅微粉A20min超声分散 硅微粉A1min超声分散 硅微粉B20min超声分散 硅微粉B1min超声分散 不同二氧化硅微粉浆体的流变行为 二氧化硅微粉：水：减水剂 100：90：0.3（重量比） 硅微粉B的浆体呈胀流特性，在浇注料中却不具备触变性而呈胀流特性，不好用 两种硅灰浆体的剪切速率和 含不同种类硅微粉的低水泥和碱性浇注料的流动值 振动流动值/% 0 116 108 振动流动值/% 0 60 40 自流流动值/% 0 64 52 自流流动值/% 4.6 4.6 4.6 加水量/% 4.15 4.15 4.15 加水量/% 0.25 0.25 0.25 外加剂/% 0.05 0.05 0.05 外加剂/% 6 6 6 硅微粉/% 8 8 8 硅微粉/% 12 12 12 尖晶石粉/% 6 6 6 CA水泥/% 5 5 5 氧化铝微粉/% 9 9 9 氧化铝微粉/% 20 20 20 -200目电熔氧化铝/% 16 16 16 -200目电熔氧化铝/% 57 57 57 0-5mm电熔氧化铝/% 61 61 61 0-5mm电熔氧化铝/% B A E 硅微粉 B A E 硅微粉 碱性浇注料 低水泥浇注料 浇注料的流动性测定方法 振动流动值法——参加不定形耐火材料试样制备方法（YB/T5202-2003）. 在刚性的平板面上刻画直径从100mm到200mm的同心圆及4个队形、均分的直径线，在平板中心置一上下底直径分别为70mm和100mm，高60mm的钢质锥形模，在其中添加特测试的浇注料，然后拔去锥形模，于GZ-85振动台（振动频率50Hz，振幅0.75mm+0.05mm)上振动15秒，测量浇注料铺展后4个方向的直径，取其平均值，然后按照下公式计算振动值，控制使振动流动值达70%-90%时所需的加水量（重量百分比，外加）作为成型用水量。 流动值（%）=（平均铺展直径-100）/100 硅微粉在硅酸盐水泥中的作用机理 CaO-SiO2-H2O系化合物： 二氧化硅微粉与水泥水化后所产生的无益物质Ca(OH)2发生化学反应，生产具有胶凝性的CSH有益矿物。 CS+H=CSH+CH CH+S=CSH C=CaO，S=SiO2，H=H2O 超细粉在水泥介质中的物理填充作用 二氧化硅微粉的应用-低水泥浇注料 低水泥系列浇注料 也称高技术耐火浇注料，高性能耐火浇注料 广泛用作出铁沟浇注料，耐磨浇注料、钢包浇注料等多个领域 基质采用结合体系 铝酸钙水泥+氧化硅微粉（+氧化铝微粉） 铝酸钙水泥 氧化硅微粉 骨料可根据使用条件采用 矾土、刚玉、莫来石、尖晶石等各种原料 某公司普通水泥浇注料 注：牌号中P、J分别为普、浇的汉语拼音首字母，40,65等表示氧化铝百分含量。 +0.1 +0.6 +0.6 1350℃×3h烧后 线变化率，% -0.5 8 8 ≥ 1350℃×3h烧后 -0.5 4 4 ≥ 110℃×24h干后 抗折强度，MPa