硅微粉也稱凝聚硅灰、硅微粉,由鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅(金屬硅)時,礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2和Si氣體,氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工業冶煉中的副產物,整個過程需要用除塵環保設備進行回收,因為質量比較輕,還需要用加密設備進行加密。
如果沒有特定的環保收塵裝置收集而是直接排入空氣中,那硅微粉將漂浮在空中,造成嚴重的大氣污染,若粉塵進入人的眼睛,甚至經過呼吸道或者食道進入人體內,會引起刺激使得黏膜發干,長期在這種環境下工作生活會造成人體呼吸道纖維化,患上“塵肺病”,危害人體健康。此外,硅微粉的大量堆積也會占用寶貴的土地資源。
硅微粉可應用于商品砼、高強度砼、高強度無收縮灌漿料、耐磨工業地坪、修補砂漿、聚合物砂漿、保溫砂漿、抗滲砼、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。
一、硅微粉的理化性質
硅微粉主要化學成分是SiO2,因此硅微粉的理化性質和SiO2的理化性質大致相似,硅微粉的耐火度較高,約為1600℃,一種穩定的不容易發生化學反應的物質。
它在冶煉工業硅或制造硅鐵合金的生產過程中形成,因此其形成歷經3種物態之間的變化。經煙道出來的硅蒸氣(①態)在回收集塵裝置中急速遇冷氧化又重新冷凝為固狀(②態),這個急速的物態變化使得硅微粉成為非晶體相(③態),由于其礦物結構是無定形的,因此硅微粉具有較高的火山灰活性。
硅微粉在自然狀態下呈現白色,而其顏色深淺的影響因素有很多,不僅與密度有關,還與碳元素及氧化鐵的質量分數成正比。硅微粉的密度越小,碳元素質量分數與氧化鐵質量分數越少,硅微粉的顏色越淺。一般來說,經過半加密之后的硅微粉為淡灰色;經過加密之后的硅微粉的特征顏色介于淡灰色和深灰色之間;經過高加密之后的硅微粉通常為灰色和深灰色。
二、硅微粉在混凝土中的應用
按照硅灰的物理性質,可以對硅灰進行分級,并對比了混凝土制造所用的材料,發現硅灰的物理表現具有顆粒細小、二氧化硅濃度高、活性強等特點,在理想狀態下加入到混凝土中,可以大幅提升混凝土的耐久性能和物理抗性,還能使其保持一個較長的穩定狀態,延長混凝土的使用壽命。這種工藝一旦實現,可以使硅灰得到二次利用,被應用于制造高性能混凝土,擁有極高的經濟價值。
三、硅微粉在混凝土中發揮什么功效
硅微粉具有質量輕、顆粒小、比表面積大、火山灰活性高等特點,可以被應用于水泥或混凝土中,用來改善水泥或混凝土的性能。原態硅微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硅微粉。