硅微粉是一種非晶態氧化硅,通常從碳熱還原法生產硅鐵和硅的過程中所生成的煙塵經過濾和分級獲得。
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變得相當寬。人們發現,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。他發現,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℃ 以上時只發現有鈣長石液體。在含有6%硅微粉和1.5%水泥的超低水泥澆筑料中,在 1300℃ 時發現有莫來石(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。