– 噴射混凝土:在隧道的初期支護中,噴射混凝土是一種常用的施工方法。添加微硅粉后,可顯著提高噴射混凝土的強度、粘結性和抗?jié)B性,減少混凝土的回彈量,降低施工成本。微硅粉能夠填充混凝土中的孔隙,使混凝土結構更加致密,增強其對隧道圍巖的支護能力,保障隧道施工的安全和穩(wěn)定性。例如,挪威、瑞典等北歐國家的鐵路隧道建設中,大量使用了摻有微硅粉的噴射混凝土。
– 襯砌混凝土:隧道的二次襯砌是保證隧道長期穩(wěn)定和安全的重要結構。微硅粉可以改善襯砌混凝土的性能,提高其抗壓強度、抗裂性和耐久性,延長隧道的使用壽命。在一些地質條件復雜、對隧道結構要求較高的鐵路隧道工程中,微硅粉的應用尤為重要。
– 高性能混凝土:鐵路橋梁對混凝土的強度、耐久性和抗疲勞性等要求較高。將微硅粉摻入混凝土中,可以配制出高性能的混凝土,滿足鐵路橋梁的建設需求。微硅粉能夠與水泥水化產物發(fā)生反應,生成高強度的硅酸鈣凝膠,提高混凝土的強度和耐久性。同時,微硅粉還可以降低混凝土的滲透性,減少水分和有害物質的侵入,延長橋梁的使用壽命。
– 預應力混凝土:在預應力混凝土橋梁中,微硅粉可以提高混凝土的早期強度和彈性模量,使預應力鋼筋能夠更好地發(fā)揮作用,提高橋梁的承載能力和抗變形能力。此外,微硅粉還可以減少預應力混凝土的收縮和徐變,降低預應力損失,保證橋梁的施工質量。
– 無砟軌道:無砟軌道是一種新型的鐵路軌道結構,具有穩(wěn)定性好、平順性高、維修工作量小等優(yōu)點。微硅粉可以用于無砟軌道的混凝土道床中,提高道床的強度和耐久性,減少道床的裂縫和變形。同時,微硅粉還可以改善道床混凝土的工作性,便于施工和澆筑。
– 道岔:道岔是鐵路軌道的重要組成部分,其結構復雜,對材料的性能要求較高。微硅粉可以用于道岔的混凝土基礎和墊板中,提高其強度和耐久性,保證道岔的正常使用。
– 改良路基填料:在一些特殊地質條件下,如軟土地基、黃土地區(qū)等,鐵路路基的穩(wěn)定性和承載能力可能會受到影響。將微硅粉與其他材料(如水泥、石灰等)混合后,可以用于改良路基填料,提高路基的強度和穩(wěn)定性,減少路基的沉降和變形。
– 路基邊坡防護:微硅粉可以用于路基邊坡的噴射混凝土防護中,提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力,防止邊坡坍塌和滑坡等地質災害的發(fā)生。
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– 提高強度:微硅粉可以增加涂料的硬度和耐磨性。其微小的顆粒能夠填充在涂料的聚合物分子間,形成一種更緊密的結構,使涂料在受到外力作用時能夠更好地抵抗變形和磨損,從而延長涂料的使用壽命,適用于一些對耐磨性要求較高的場所,如工廠車間、停車場等地面涂層。
– 增強耐久性:微硅粉能夠增強涂料對環(huán)境因素的抵抗能力,如耐紫外線、耐化學腐蝕、耐候性等。在戶外環(huán)境中,涂料容易受到紫外線、雨水、酸堿等因素的侵蝕,添加微硅粉后,可以形成更穩(wěn)定的涂層結構,減少這些因素對涂料的破壞,保持涂料的外觀和性能長期穩(wěn)定。
– 提高抗?jié)B性:微硅粉的填充作用可以降低涂料的孔隙率,減少水分和氣體的滲透。這對于一些需要防水、防潮、防氣體滲透的場所非常重要,如建筑物的地下室、衛(wèi)生間、屋頂等部位的防水涂料,以及食品、藥品等行業(yè)的包裝涂料。
– 填充作用:微硅粉的顆粒細小,可以填充到涂料中的微小孔隙和缺陷中,提高涂料的體積固含量,減少涂料中液體成分的使用量。這樣不僅可以降低涂料的成本,還可以提高涂料的涂布率,使涂料在施工時能夠更均勻地覆蓋在基材表面。
– 改善流變性:微硅粉可以改善涂料的流變性,使其在施工時更容易涂布和流平。微硅粉的球狀顆粒形態(tài)和表面光滑的特性,能夠減少涂料在施工過程中的阻力,提高涂料的流動性,使涂料能夠更好地適應不同的施工方法和施工環(huán)境。
不過,在使用微硅粉時,需要注意分散均勻性,確保微硅粉在涂料中分散均勻,避免團聚現象,同時要保證其與涂料體系相匹配,避免不良反應。
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堿骨料反應開始是在3O年代美國西部地區(qū)的堤壩、公路、橋梁等混凝土結構物發(fā)生異常膨脹,產生裂縫而發(fā)現的。進入7O年代后,不斷從歐洲、南非等地傳來堿骨料反應引起的結構損傷報告,堿骨料反應作為世界性的普遍問題被提了出來。在日本海沿岸,許多港灣建筑、橋梁等,建成后不到1年的時間,混凝土表面開裂、剝落,鋼筋銹蝕外露,主要原因是堿骨料反應。北京的三元立交橋橋墩,建成后不到兩年,個別地方發(fā)生“人字形”的裂紋,也是堿骨料反應的結果。對受堿骨料反應破壞的結構物修補起來比較困難,效果也比較差,因此最好的辦法是積極地采取預防措施。
在混凝土中摻加微硅粉,對堿骨料反應有明顯的預防控制作用。微硅粉添加量為5%~10%時混凝土的膨脹量可減少10%~20%,其控制效果根據反應性骨料及微硅粉的種類而不同。實驗研究表明,微硅粉對堿骨料反應的控制作用主要表現在以下幾個方面:
微硅粉對堿骨料反應的預防控制作用,有效提高了混凝土的耐久性,延長結構物的使用壽命。同時也是減少混凝土的生產量,是實現減輕環(huán)境負荷的重要途徑。
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在混凝土中摻加粒度分布適當的適量的微硅粉,能起到以下作用。
1、增加強度
微硅粉的加入使混凝土抗壓、抗折強度大大增加,摻入5-10%的微硅粉,抗壓強度可提高10-30%,抗折強度提高10%以上。
微硅粉制造高強度混凝土( C70 以上),顯著提高混凝土的強度和泵送性能。
2、增加致密度
抗?jié)B性能力提高5-18倍,抗化能力提高4倍以上。
3、提高混凝土的抗凍性
微硅粉在經過300-500次快速凍解循環(huán),相對彈性模量隆低10-20%,而普通混凝土通過25-50次循環(huán),相對彈性模量隆低為30-73%。因此可以提高混凝土的抗凍性。
4、早強性
微硅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
微硅粉的化學成分為二氧化硅(SiO2),屬惰性物質,與大部分酸、堿不起化學反應,微硅粉均勻分布、覆蓋在物件表面,具有較強的抗腐蝕性,抗空蝕能力提高3—16倍。
6、延長混凝土的壽命
制造海工和化工混凝土,由于其高致密性能,有效阻止硫酸鹽及氯離子對混凝土的滲透、侵蝕,避免混凝土鋼筋受到腐蝕,從而延長混凝土的壽命。
原態(tài)微硅粉在與混凝土一起攪拌時易產生揚塵等問題,因此一般在混凝土中摻加的是經過加密的微硅粉?;炷翐饺胛⒐璺鄣姆椒ㄓ袃煞N:外摻和內摻。由于內摻法要減少水泥的用量,所以一般低標號使用內摻,高標號使用外摻。混凝土中微硅粉摻入量不宜太高或者太低,一般在5%-10%,在此范圍中混凝土的質量性能可以得到充分發(fā)揮。
]]>1、 摻量:
一般為膠凝材料量的5-10%。硅灰的摻加方法分為內摻和外摻,
(1)內摻:在加水量不變的前提下,1份硅粉可取代3-5份水泥(重量)并保持混凝土抗壓強度不變而提高混凝土其它性能。
(2)外摻:水泥用量不變,摻加硅灰則顯著提高混凝土強度和其它性能?;炷翐饺牍杌視r有一定坍落度損失。這點需在配合比試驗時加以注意。
硅灰須與減水劑配合使用,建議復摻粉煤灰和磨細礦渣以改善其施工性。
用硅灰配制混凝土時,一般與膠凝材料的重量比為:
(一)高性能混凝土:5-10%;
(二)水工混凝土:5-10%
(三)噴射混凝土:5-10%;
(四)助泵劑:2-3%;
(五)耐磨工業(yè)地坪:6-8%;
(六)聚合物砂漿、保溫砂漿:10-15%,
(七)不定型耐火澆注料:6-8%。使用前請根據實際需要通過實驗選定合理、經濟的摻量。
2﹑摻加方法:
硅灰混凝土及澆注料應由試驗室作出施工配合比。嚴格按照配合比施工。在硅灰混凝土的攪拌中硅灰應在骨料投料之后立即加入攪拌機。加入方式有兩種程序:
(1)投入骨料,隨后投入硅灰、水泥干拌后,再加入水和其它外加劑。
(2)投入粗骨料+75%水+硅灰+50%細骨料,攪拌15-30秒,然后投入水泥+外加劑+50%細骨料+25%水,攪拌至均勻。攪拌時間比普通混凝土延長20-25%或50-60秒。切忌將硅粉加入已拌和的混凝土中。
3、施工方法:
硅灰混凝土與普通混凝土的施工方法并無重大區(qū)別,但施工中良好地組織與振搗密實很有必要。硅灰混凝土早強的性能會使終凝時間提前,在抹面時應加注意;同時摻加硅灰會提高混凝土的粘滯性和大幅度減少泌水,使抹面稍顯困難。
4、施工安全:
硅灰混凝土施工安全應嚴格按照混凝土工程的有關國家施工規(guī)范進行操作,但因硅灰較輕,嚴禁高空拋灑材料,防止硅灰飛揚。
產品的包裝、貯存與運輸:
1、本產品使用復膜塑料編織袋包裝。包裝規(guī)格為:30千克/袋、25千克/袋、20千克/袋、或噸袋。
2、本產品應在干燥、避雨、遮陽的環(huán)境中存放。產品遇水結塊活性損失。禁止在陽光下長時間暴曬,以免包裝袋風化,產品外灑。
3、本產品不屬危險品,運輸可按《非危險品規(guī)則》辦理。
八、微硅粉的供應形式
微硅粉主要以二種形式供應,即原態(tài)微硅粉和加密微硅粉。
1、原灰態(tài)微硅粉,即通過收塵器直接收集得到的產品,松散容積約為150-200 kg/m3,將微硅粉倒入混凝土攪拌機,工作環(huán)境粉塵大,工作效率低。
2、加密微硅粉,為解決原灰態(tài)微硅粉不宜長途運輸及效率低的問題,開發(fā)出了提高微硅粉松散密實度的“微硅粉加密技術”。這種技術使原灰態(tài)微硅粉在壓縮空氣流的作用下,滾動聚集成小的顆粒團,從而將微硅粉的松散容積提高到 500-700 kg/m3,大大方便了使用,加密微硅粉小顆料團的顆粒凝聚力較弱,在混凝土攪拌機中的攪拌過程非常容易散開,因此微硅粉顆粒能在骨料投料后投入攪拌機,以保證增密微硅顆粒團散開和良好的分散。
九、怎樣辨別硅灰與硅微粉?
首先說一下:硅灰和硅微粉是兩種不同的產品。由于硅灰和硅微粉在不同的行業(yè)都被廣泛的使用,再加上地區(qū)和行業(yè)的限制被一部分企業(yè)和員工,誤認為是同一種產品(行業(yè)不同也不知道)。
硅灰外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。硅灰的細度小于1um的占80%以上,平均粒徑在0.1~0.3um,比表面積為:20~28m2/g。其細度和比表面積約為水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。
硅灰主要用于:商品砼、高強度砼、自流平砼、不定形耐火材料、干混(預拌)砂漿、高強度無收縮灌漿料、耐磨工業(yè)地坪、修補砂漿、聚合物砂漿、保溫砂漿、抗?jié)B砼、砼密實劑、砼防腐劑、水泥基聚合物防水劑;橡膠、塑料、不飽合聚酯、油漆、涂料以及其他高分子材料的補強,陶瓷制品的改性等等。
硅微粉為結晶二氧化硅,是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英經高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO2)經破碎、球磨(或振動、氣流磨)、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道工藝加工而成的微粉。硅微粉是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料。
由于它具備耐溫性好、耐酸堿腐蝕、導熱性差、高絕緣、低膨脹、化學性能穩(wěn)定、硬度大等優(yōu)良的性能,被廣泛用于化工、電子、集成電路(IC)、電器、塑料、涂料、高級油漆、橡膠、國防等領域。隨著高技術領域的迅猛發(fā)展,硅微粉亦將步入新的歷史發(fā)展時期。
硅微粉外觀:潔白、微白。比重比較重,像石頭粉一樣。硅微粉常用規(guī)格為400目,800目,1000目,1500目及2000目的細粉。硅微粉的手感比較的粗糙沒有滑膩感。二氧化硅含量一般在98~99.99%。
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在整個微硅粉應用發(fā)展歷程中,我們對如何最佳地使用微硅粉積累了豐富的經驗。下面是一些總結:
六、微硅粉市場價格多少錢?為什么相差很大?
目前微硅粉市場價格要看選擇什么廠家,如果是國內廠家的話,一般供應價格是在兩千元一噸左右,若是選擇一個知名品牌生產的微硅粉,由于其性能更加穩(wěn)定,質量更好的原因,因此售價往往會渠道三千元一頓左右的價格,而選擇哪一類型廠家生產的,就要看自身對于材料的要求高低。
價格相差大的原因:
至于價格相差為什么這么大的原因,主要還是因為一些行業(yè)對于產品的含量,流動性和PH值的高要求比較高,因此這種高端要求是比較難滿足的,市場上這種貨源也比較少,所以價格一般會更高,這也是因為需求多,供應少的原因所導致的。
七、微硅粉的理化性質應用范圍
微硅粉的物理化學性能:
1、微硅粉:外觀為灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。
2、微硅粉的細度:微硅粉中細度小于1um的占80%以上,平均粒徑在0.1~0.3um,比表面積為:20~28m2/g。其細度和比表面積約為水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。
3、顆粒形態(tài)與礦相結構:硅灰在形成過程中,因相變的過程中受表面張力的作用,形成了非結晶相無定形圓球狀顆粒,且表面較為光滑,有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團聚體。它是一種比表面積很大,活性很高的火山灰物質。摻有硅灰的物料,微小的球狀體可以起到潤滑的作用。
作用:
微硅粉能夠填充水泥顆粒間的孔隙,同時與水化產物生成凝膠體,與堿性材料氧化鎂反應生成凝膠體。在水泥基的砼、砂漿與耐火材料澆注料中,摻入適量的硅灰,可起到如下作用:
1、顯著提高抗壓、抗折、抗?jié)B、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。特別是在氯鹽污染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環(huán)境下,可使砼的耐久性提高一倍甚至數倍。
4、大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰,提高單次噴層厚度。
5、是高強砼的必要成分,已有C150砼的工程應用。
6、具有約5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥澆注料中應用可降低成本,提高耐久性。
7、有效防止發(fā)生砼堿骨料反應。
8、提高澆注型耐火材料的致密性。在與Al2O3并存時,更易生成莫來石相,使其高溫強度,抗熱振性增強。
適用范圍:
商品砼、高強度砼、自流平砼、不定形耐火材料、干混(預拌)砂漿、高強度無收縮灌漿料、耐磨工業(yè)地坪、修補砂漿、聚合物砂漿、保溫砂漿、抗?jié)B砼、砼密實劑、砼防腐劑、水泥基聚合物防水劑;橡膠、塑料、不飽和聚酯、油漆、涂料以及其他高分子材料的補強,陶瓷制品的改性等等。
應用領域:
1﹑用于砂漿與砼中:高層建筑物、海港碼頭、水庫大壩、水利、涵閘、鐵路、公路、橋梁、地鐵、隧道、機場跑道、砼路面以及煤礦巷道錨噴加固等。
2﹑材料工業(yè)中:
3、新型墻體材料、飾面材料:
(1) 墻體保溫用聚合物砂漿、保溫砂漿、界面劑。
(2) 水泥基聚合物防水材料。
(3) 輕骨料保溫節(jié)能砼及制品。
(4) 內外墻建筑用膩子粉加工。
4、 其他用途:
(1) 硅酸鹽磚原料。
(2) 生產水玻璃。
(3) 用做有機化合物的補強材料。因其成分與氣相法生產的白炭黑相近??梢杂迷谙鹉z、樹脂、涂料、油漆、不飽和聚酯等高分子材料中用作填充補強材料。
(4) 化肥行業(yè)中用作防結塊劑。
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微硅粉摻入混凝土后可以充分的分散、填充在水泥顆粒的空隙之間,使?jié){體更為致密,微硅粉的火山灰活性指數可達110,有效取代系數達3-4,尤其是對水泥水化后生成的Ca(OH)2有較強的吸收力,形成發(fā)育良好的硅酸鈣凝膠,大大提高混凝土的強度。
1、增加強度:當摻入量為5-10%時,砼抗壓強度可提高10-50%,抗折強度提高10%以上。
2、增加致密度:摻入10%時,抗?jié)B性提高5-8倍,抗碳化能力提高4倍以上。
3、增加抗凍性:摻入10%微硅粉的砼,在經300-500次凍融循環(huán)后,相對動彈性模量降低1-2%,而普通砼,25-50次循環(huán)后,相對動彈性模量就已降低36-73%。
4、增加抗沖磨、抗空蝕性:微硅粉砼比普通砼抗沖磨能力提高0.5-2.5倍,抗空蝕能力提高3-16倍。是水電站、水庫、水壩作抗磨修補和護面的最佳材料。
二、微硅粉在耐火澆注料中的作用:
1、由于微硅粉具有明顯的球形顆粒,很容易進入澆注料中的微小空隙,加之粒徑又小,所以不僅減水效果良好,而且提高了耐火澆注料的致密程度,使其在烘干后留下的孔隙減少、氣孔率降低,從而提高了強度和高溫使用性能。
2、微硅粉在水中可以形成膠體,膠體粒子在其周圍吸附分散劑形成溶媒層,從而增大了澆注料的流動性,改善了其成型性能。
3、由于微硅粉的顆粒細小、表面自由能大、晶格缺陷多、活性大,在中、高溫下較易發(fā)生固相燒結反應,而且可以與高鋁質耐火材料中的Al2O3發(fā)生莫來石化反應,從而提高低水泥耐火澆注料的燒后強度。
三、微硅粉在耐火材料中的增強增壽作用
微硅粉廠家生產的微硅粉是一種超微的固體物質。微硅粉作為一種新型原材料,在耐火材料行業(yè),對其中的不定形耐火材料所起到的作用至關重要:
1、由于它體積小、密度大,它可以輕松的填滿耐火材料的縫隙,使耐火材料的密度得到提高,同時減少耐火材料中的氣孔也增加了耐火材料的強度;
2、由它具有火山灰活性,活性很強,它可以在與水融和后在水中形成膠體粒子,加入適量的分散劑后,就可以達到使其流動性增強的效果;
3、它具有較強的親水性,加入水中以后,能使更強凝聚性在耐火材料中產生,從而使耐火材料的耐高溫性能的到改善,而且還可以延長耐火制品的使用壽命。
四、微硅粉的品質控制
微硅粉本質上是冶煉過程中的一種“副產品”或者說“廢品”,并非通過刻意生產加工而來,所以其質量會更多的受外界因素的影響。為了讓產品品質做到相對穩(wěn)定,做了很多探索和研究,摸索出一套有效的品質控制方法主要表現如下:
I.產生源的品質控制
①、爐型大小的選擇:爐型的大小決定產品質量的穩(wěn)定性。過小的爐體,爐況變化較頻繁,導致SiO2質量不穩(wěn)定,而大于12500KVA的爐體,產量較少,不能保證產品供應的延續(xù)性,故6300KVA到12500KVA的工業(yè)硅爐為首選,可以確保工程用微硅粉SiO2含量≥85%且相應雜質含量較少,各指標均可滿足相關標準。
②、將冶煉爐負荷大小、礦石原料產地品質、還原劑類別等礦熱爐本身的因素進行初步分類,將采集微硅粉樣品進行分析,根據化驗結果做出產品分類。
II.生產過程的品質控制
①.在微硅粉“生產線”(環(huán)保設備)自動控制領域,通過對現場爐況的觀察,與廠內技術人員交流,在不影響環(huán)保除塵設備效果的情況下,對主風機控制參數進行調節(jié),改變不同爐況的各級風速,改變過濾布袋的內外壓差,控制過濾效果,達到調節(jié)硅灰含量及其他參數的目的。另外,也可以對收塵設備進行升級,加裝溫度調節(jié)捕風器組、擴大布袋除塵器過濾面積等方式,達到改變整個收塵系統(tǒng)SiO2冷凝時間、成型性狀等,最終對微硅粉的各項參數進行一定范圍內的可調可控。
②.產品卸料封包前,操作員須目測確保袋內微硅粉顏色均勻且產品無結塊,并將有唯一編號的質量卡縫制于包裝袋上。這使得每袋微硅粉都具有了溯源性,強化了操作人員的責任心,也便于生產、存儲各環(huán)節(jié)的識別,大大增強了產品的質量保證。
③、生產現場的巡查是品控過程中的重要一環(huán)。專職現場巡查人員會每日進行例行的料場巡視及冶煉現場記錄工作,確保冶煉工藝、原料及成品未發(fā)生變動,保證微硅粉產品的質量穩(wěn)定。若發(fā)生了工藝、原料、爐況變化及其他可能對微硅粉品質產生影響的情況,需及時將當日產品區(qū)別存放,并將樣品及時做指標分析,依據化驗結果再行分類。
III.產品出庫、入庫品質控制
①.產品入庫堆放時,不同爐型的產品須分類堆放;同一設備的產品,以一周內生產的產品為一批次單獨堆放。庫管人員須做好不同批次產品的產地記錄和堆放位置記錄?;炄藛T以一整車(25-30噸)為一批次再進行一次抽檢,抽檢樣品數量不低于二十袋,每包取樣重量不低于100g,樣品混合均勻后送檢。每次檢查均需記錄檢驗時間、指標數據等相關信息。
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