硅微粉是一種非晶態(tài)氧化硅,通常從碳熱還原法生產(chǎn)硅鐵和硅的過程中所生成的煙塵經(jīng)過濾和分級獲得。
硅微粉的結晶度在0.3%(重量計)以下。硅微粉由平均直徑約為0.15微米的球體構成。這些球體是初級聚積物的結構單元,而初級聚積物是一些由材料擠粘結在一起的球體。因此,其有效粒度分布在亞微粒范圍內(nèi)變得相當寬。人們發(fā)現(xiàn),硅微粉的寬粒度分布不僅可提高澆注料的填充效率,還可提高其可施工性能。
含硅微粉氧化鋁澆筑料中的反應
當含有硅微粉的鋁澆筑料被加熱時,結合相中的各種復合物會發(fā)生反應,在鈣-硅-鋁三元系低水泥和超水泥含量的澆筑料中的反應進行了研究。他發(fā)現(xiàn),在含有5%硅微粉和7%水泥的低水泥澆筑料中,在 1200℃ 以下時生成有鈣長石,在 1200℃ 以上時只發(fā)現(xiàn)有鈣長石液體。在含有6%硅微粉和1.5%水泥的超低水泥澆筑料中,在 1300℃ 時發(fā)現(xiàn)有莫來石(A3S2)。當硅微粉增量至3%時,沒有生成莫來石。如果要生成莫來石,需要有一最低量的硅微粉。
由于在 1300℃ 莫來石的生成使超低水泥澆筑料強度增強,因此,莫來石的生成是超低水泥澆筑料的一個非常重要的特征。若沒有莫來石的形成,除鈣含量外,低水泥澆筑料和超低水泥澆筑料之間實際上沒有什么區(qū)別。舒馬赫得出這樣的結論,即莫來石由液體中長成的針狀物而形成,莫來石可在 1300℃ 時通過加入像藍晶石和紅柱石這樣的鋁酸鹽而增加。
水泥含量為1.5-7.5%,硅微粉含量為0-10%的板狀氧化鋁系澆筑料。流動值和冷態(tài)強度測量結果表明,硅微粉加入量在10%以下時均可改進澆筑料的流動性、冷態(tài)強度、密度和孔隙率。硅微粉加入量應至少為6%,最好約為8%。
對低水泥澆筑料和超低水泥澆筑料的液相進行的掃描式電子顯微鏡(SEM)分析結果表明,在加熱后便產(chǎn)生的液體幾乎全部是水泥和硅微粉。莫來石的生成具有降低液體量、改變澆筑料組份的作用。莫來石生成停止以后,(澆筑料中)仍然存有一些液體。如上所述,這就是為什么需要有最低量的硅微粉來生成莫來石,使強度增高的原因。相對掃描電子顯微鏡“間接”測量結果而言,X射線(XRD)分析結果也表明這樣一種可能性,即至少在 1400℃ ,有一定量的硅微粉未反應生成莫來石或液體,這可能是由于漫射或其它障礙所致。