二、微硅粉的特性
增強(qiáng)效應(yīng)
微硅粉，作為混凝土中所應(yīng)用的活性礦物摻料之一，摻入后可以改善水泥石膠凝物質(zhì)的組成，特別可以減少和消除游離石灰。因?yàn)榛钚缘V物中的SiO₂可以和游離石灰及高堿性水化硅鈣產(chǎn)生火山灰反應(yīng)，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性水化硅酸鈣，膠凝物質(zhì)的數(shù)量得到大幅增加，水泥石與集料的界面結(jié)構(gòu)也得到大幅改善。因此，混凝土強(qiáng)度得以大幅提高。這就是硅粉對混凝土的增強(qiáng)效應(yīng)。
填充效應(yīng)
在混凝土中摻入適量的超細(xì)礦物摻料----微硅粉（平均粒徑0.10-0.26um），由于其平均粒徑比粉煤灰和礦渣又小一個數(shù)量級，微硅粉可以進(jìn)一步填充于粉煤灰和礦渣粒子之間的空隙，使膠凝材料的粒子的密實(shí)性進(jìn)一步提高，強(qiáng)度進(jìn)一步增加。除此之外，填充效應(yīng)提高了混凝土的致密性，因此還能改善混凝土的耐久性。
增塑效應(yīng)
在高效減水劑的協(xié)同作用下，在拌合過程中，極小的圓球形微硅粉顆粒的表面覆蓋了一層表面活性物質(zhì)，與水泥粒子以及其他礦物摻料粒子一樣，使顆粒之間產(chǎn)生靜電斥力，由于球狀的硅灰粒子遠(yuǎn)小于水泥粒子，它們在水泥顆粒之間起到“滾珠”作用，使水泥漿體的流動性增加，從而使泵送和灌注更為容易，因此增強(qiáng)效應(yīng)得以有效體現(xiàn)。
對混凝土耐久性改善
活性硅粉的摻入，在混凝土水化物中形成大量低堿性水化硅酸鈣膠凝，它們能吸收和固定大量的Na⁺,K⁺離子，從而使混凝土孔溶液中的有效堿含量大大減少，因而，極大地減少了堿集料反應(yīng)的危害性。而且，硅粉還能填充在水泥粒子之間和界面的空隙中，使混凝土的抗?jié)B性大幅度提高，這樣，水和侵蝕介質(zhì)難以進(jìn)入混凝土的內(nèi)部，故而混凝土的耐久性大大提高。
 
三、微硅粉的應(yīng)用
1. 建筑工程：該領(lǐng)域微硅粉主要添加到混凝土中，除了增加其強(qiáng)度和提升其耐久性，以微硅粉（硅灰）配制的高性能混凝土還具有優(yōu)異的構(gòu)造性能、大幅降低工程維護(hù)費(fèi)用并支持環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。
? 高性能混凝土：配置高性能混凝土中添加，提高混凝土的力學(xué)性能，以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，抗壓強(qiáng)度一般高于70Mpa，主要用于城市高層結(jié)構(gòu)的承重梁，應(yīng)用的建筑項(xiàng)目多集中在房地產(chǎn)項(xiàng)目或辦公樓；
? 活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,簡稱RPC): 為高性能混凝土后，研究成功的一種超高硬、低脆性、耐久性優(yōu)異的新型超高強(qiáng)混凝土。目前國內(nèi)主要應(yīng)用在高鐵項(xiàng)目的小型預(yù)制構(gòu)件，其抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到120Mpa左右;
? 抗沖耐磨混凝土：主要應(yīng)用于水電站項(xiàng)目的消力池和泄洪洞兩個部位，由于該兩部位的特殊性，使硅粉的添加顯得必不可少。混凝土添加硅粉后，其抗沖磨能力比一般混凝土提高一倍左右，抗48m/s流速級的抗磨蝕能力提高3倍以上；
④隧道噴射混凝土：微硅粉添加在噴混砂漿里，可以降低噴射回彈率，增大致密性；
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綜上所述，微硅粉在水泥混凝土行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用的主要優(yōu)勢是首先微硅粉能夠提高鋼筋混凝土的強(qiáng)度，其次微硅粉的摻入能夠降低混凝土的滲透性，增大鋼筋混凝土的抗腐蝕能力，另外，微硅粉用于混凝土中時，能夠提高混凝土的耐磨能力和抗沖擊能力，適用于高磨易腐蝕損傷的部位，最后，微硅粉在降低大體積混凝土的水化溫升、減少噴射混凝土的回彈損失，增大粘聚力，降低發(fā)生堿骨料反應(yīng)等方面都有獨(dú)特的優(yōu)勢。
2. 耐火材料：高檔高性能低水泥耐火澆注料及預(yù)制件，使用壽命是普通澆注料的三倍，耐火度提高約100℃，能大大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(qiáng)度，抗熱振性增強(qiáng)。高溫強(qiáng)度及抗熱震性能明顯改善。正因如此，微硅粉已普遍應(yīng)用于：焦?fàn)t、大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、有色金屬、玻璃、陶瓷及發(fā)電等行業(yè)。
3. 外墻保溫材料：超薄真空絕熱保溫板，其主要原料材料為微硅粉，特點(diǎn)為
保溫節(jié)能效果優(yōu)異，導(dǎo)熱系數(shù)低，效果相當(dāng)于其它保溫材料的6-10倍以上。用1-2厘米厚就能達(dá)到75%的節(jié)能要求，相當(dāng)于其它保溫材料10cm以上的保溫節(jié)能效果。可以減少房屋公攤面積，增加2-6%得房率。
 
四、微硅粉的生產(chǎn)
生產(chǎn)收集原理簡述
第一步：廢氣凈化
電爐出口煙氣經(jīng)過煙罩、主煙氣管道，通過冷卻器降溫后進(jìn)入旋風(fēng)分離除塵器，再經(jīng)過布袋除塵器。煙氣通過風(fēng)機(jī)進(jìn)入布袋除塵器，粉塵被濾袋內(nèi)表面捕集下來，凈化后達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的煙氣從濾袋外排出，上升到除塵器頂部從排放口排入大氣。
第二步：微硅粉收集
當(dāng)設(shè)備運(yùn)行阻力或時間到達(dá)設(shè)定值時，卸灰過程開始。利用主風(fēng)機(jī)前段負(fù)壓，通過反吸風(fēng)管道及進(jìn)出風(fēng)管閥門的切換實(shí)現(xiàn)對布袋除塵器各倉室的清灰過程，回收下來的粉塵通過輸灰管道由風(fēng)機(jī)送入至微硅粉均化裝置。
第三步：微硅粉加密
經(jīng)過布袋除塵器收集的微硅粉初始密度只有150-200kg/m³，在運(yùn)輸上耗費(fèi)很大的費(fèi)用，因此，經(jīng)過加密后的微硅粉呈球狀，堆積比重由原來散裝微硅粉0.2t/m³左右增至0.3~0.6t/m³，這樣能使包裝及運(yùn)輸費(fèi)減少約30~60%。與此同時，裝卸效率得到提高、貯存空間和占地也減少，且生產(chǎn)現(xiàn)場揚(yáng)塵現(xiàn)象大大減緩，改善了勞動條件和環(huán)境。
 
五、微硅粉的品質(zhì)控制
微硅粉本質(zhì)上是冶煉過程中的一種“副產(chǎn)品”或者說“廢品”，并非通過刻意生產(chǎn)加工而來，所以其質(zhì)量會更多的受外界因素的影響。為了讓產(chǎn)品品質(zhì)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(zhì)控制方法主要表現(xiàn)如下：
I.產(chǎn)生源的品質(zhì)控制
①、爐型大小的選擇：爐型的大小決定產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。過小的爐體，爐況變化較頻繁，導(dǎo)致SiO₂質(zhì)量不穩(wěn)定，而大于12500KVA的爐體，產(chǎn)量較少，不能保證產(chǎn)品供應(yīng)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(yīng)雜質(zhì)含量較少，各指標(biāo)均可滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；
②、將冶煉爐負(fù)荷大小、礦石原料產(chǎn)地品質(zhì)、還原劑類別等礦熱爐本身的因素進(jìn)行初步分類，將采集微硅粉樣品進(jìn)行分析，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果做出產(chǎn)品分類。
II.生產(chǎn)過程的品質(zhì)控制
①．在微硅粉“生產(chǎn)線”（環(huán)保設(shè)備）自動控制領(lǐng)域，通過對現(xiàn)場爐況的觀察，與廠內(nèi)技術(shù)人員交流，在不影響環(huán)保除塵設(shè)備效果的情況下，對主風(fēng)機(jī)控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變不同爐況的各級風(fēng)速，改變過濾布袋的內(nèi)外壓差，控制過濾效果，達(dá)到調(diào)節(jié)硅灰含量及其他參數(shù)的目的。另外，也可以對收塵設(shè)備進(jìn)行升級，加裝溫度調(diào)節(jié)捕風(fēng)器組、擴(kuò)大布袋除塵器過濾面積等方式，達(dá)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(xiàng)參數(shù)進(jìn)行一定范圍內(nèi)的可調(diào)可控。
②．產(chǎn)品卸料封包前，操作員須目測確保袋內(nèi)微硅粉顏色均勻且產(chǎn)品無結(jié)塊，并將有唯一編號的質(zhì)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(qiáng)化了操作人員的責(zé)任心，也便于生產(chǎn)、存儲各環(huán)節(jié)的識別，大大增強(qiáng)了產(chǎn)品的質(zhì)量保證。
③、生產(chǎn)現(xiàn)場的巡查是品控過程中的重要一環(huán)。專職現(xiàn)場巡查人員會每日進(jìn)行例行的料場巡視及冶煉現(xiàn)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(chǎn)品的質(zhì)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(zhì)產(chǎn)生影響的情況，需及時將當(dāng)日產(chǎn)品區(qū)別存放，并將樣品及時做指標(biāo)分析，依據(jù)化驗(yàn)結(jié)果再行分類。
III．產(chǎn)品出庫、入庫品質(zhì)控制
①．產(chǎn)品入庫堆放時，不同爐型的產(chǎn)品須分類堆放；同一設(shè)備的產(chǎn)品，以一周內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品為一批次單獨(dú)堆放。庫管人員須做好不同批次產(chǎn)品的產(chǎn)地記錄和堆放位置記錄。化驗(yàn)人員以一整車（25-30噸）為一批次再進(jìn)行一次抽檢，抽檢樣品數(shù)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(yàn)時間、指標(biāo)數(shù)據(jù)等相關(guān)信息。
 
微硅粉未來應(yīng)用趨勢
近年來，由于國家對環(huán)保的重視，逐步加強(qiáng)了對污染企業(yè)的管理，特別是國內(nèi)對高強(qiáng)混凝土需求的增加，許多鐵合金生產(chǎn)企業(yè)配備了收塵設(shè)備，并開發(fā)、引進(jìn)了加密技術(shù)。我國微硅粉產(chǎn)品發(fā)展迅速。高強(qiáng)度混凝土、微硅粉噴射混凝土、硅粉砂漿、低水泥澆注料等科研成果都已通過了部級或省、市級技術(shù)鑒定，并已在許多工程中應(yīng)用，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，以及對我國全長約1.8萬公里海岸線的大力建設(shè)（海港深水碼頭、跨海大橋、海上鉆井平臺等），微硅粉的應(yīng)用領(lǐng)域必將會得到更進(jìn)一步拓展。面對如此巨大的市場，這對微硅粉的生產(chǎn)管理、品質(zhì)控制以及供應(yīng)保證體系提出了更高的要求，不僅需要確保大批量的生產(chǎn)供應(yīng)，而且更需要我們在此過程中做到現(xiàn)代化、科學(xué)化及精細(xì)化的管理，做到真正意義上的變“廢”為寶。