不同硅微粉的质量及其对高铝质耐火材料浇注料施工性能的影响

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1、不同硅微粉的质量及其对高铝质耐火材料浇注料施工性能的影响赵惠忠1’杨辅龙1’崔江涛2’余强2’1)武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北省重点实验室培育基地武汉4300812)郑州汇特耐火材料有限公司郑州452370摘要选用国内耐火材料企业常用的5种不同品位的硅微粉，分别测定其堆密度，化学成分，颗粒粒度分布，比表面积，分散液的pH值和Zeta电位，初步弄清了不同硅微粉之间存在的差异．以高铝矾土，纯铝酸钙水泥为原料制备高铝质浇注料的基质悬浊液，分别取这5种硅微粉的掺入量为3％，4％，5％，6％，研究其pH

2、值随时间变化情况，并与添加0．2％S，IPP后的试验对比，结果表明：Zeta电位是影响浇注料施工性能的主要因素，通过添加少量减水剂可以改变浇注料的pH值，从而改变基质浆料的Zeta电位值和泌水性，且能调整浇注料基质的流动性及硬化时间，使浇注料达到最佳施工性能．关键词硅微粉，浇注料，Zeta电位，pH值，／g：r-,L生能引言很多耐火材料厂的工程技术人员都发现这样一个问题：为什么相同厂家生产的不同批次的硅微粉在耐火浇注料施工时会出现不同的施工性能并影响浇注料的使用性能?即使相同牌号相同档次的硅微粉，为

3、什么不同厂家生产甚至相同厂家在不同时间生产的硅微粉也常会出现不同的浇注料施工性能呢?从硅微粉的主要成分及理化指标上分析，几乎很难看出导致差异存在的原因。那么，到底是什么原因引起硅微粉品质的改变，从而产生对耐火浇注料施工性能响乃至使用性能的影响呢?为此，我们收集了目前国内多家耐火材料厂家使用的5种硅微粉，进行了相应的研究分析，以期能找到解决耐火材料科技人员在应用硅微粉进行耐火材料新产品研究、开发及应用过程中碰到以上问题的原因及解决途径。1实验1．1样品收集目前，在国内耐火材料厂家使采用的硅微粉品质不尽

4、相同，为使所收集的实验样品具有代表性，我们从国内多家耐火材料厂家进行了样品采集，共收集到5种微粉，并对这些微粉进行了相应的测试分析。1．2实验过程及流程用美国ThemoElemental仪器公司生产的型号为IRISAdvantageRadial的等离子体光谱仪(ICP)对样品进行化学成分分析。用英国Malvem公司制造的Mastersizer2000激光粒度分析仪测试不同微粉的颗粒粒度分布。用美国康塔仪器公司生产的AutoSorb．1．MP全自动比表面积和孔隙率测试仪，采用BET氮气吸附法测试硅微粉

5、的比表面积。用美国路易企业有限公司生产的ZetaProbe型Zeta电位仪测试硅微粉分散液的Zeta电位。用杭州雷磁分析仪器厂生产的pI-Is一3C型数显酸度计测试硅微粉悬浊液的pH值。2实验结果与分析2．1化学成分由于所收集的样品是从国内多家不同耐火材料厂家获得，具有一定的代表性和多样性，其化学成分测试结果如表1所示。表1样品的化学成分(w)％为后面实验标识方便起见，取Si02含量的整数位为硅微粉命名，硅微粉1—5分别称为硅微粉．39、硅微粉．85、硅微粉．88、硅微粉．91、硅微粉一93。2．2

6、比表面积比表面积是指19固体物料的总表面积，单位为m2·矿1。粉体粒度越小，则比表面积越大，其表面能越高，越容易起化学反应。比表面积是衡最粉体特性的重要参量，其大小与颗粒的粒径、形状、表面缺陷及孔结构密切相关【ll。比表面积分析测试方法有多种，但因气体吸附法测试原理的科学性，测试过程的可靠性，测试结果的一致性，在国内外被广泛采用，并已成为公认的最具权威的测试方法。许多国际标准组织都已将气体吸附法列为比表面积测试标准，如美国ASTM的D3037，国际ISO标准组织的ISO．9277，我国的GB／T19

7、587—2004。气体吸附法测定比表面积原理，是依据气体在固体表面的吸附特性，在一定的压力下，被测样品颗粒或粉体(吸附剂)表面在超低温下对气体分子(吸附质)具有可逆物理吸附作用，并对应一定压力存在确定的平衡吸附量。通过测定出该平衡吸附量，利用BET理论求出被测样品的比表面积[2-31。不同硅微粉试样的比表面积测试结果如表2所示。硅微粉的比表面积直接与其细度和分布有关，粒度细度越小，分布越窄，则比表面积越大。表2硅微粉的比表面积m2·f1从比表面积的测试结果看出看出，虽同被称作硅微粉，但其比表面积值差

8、别很大。除硅微粉．85外，硅微粉的比表面积与其纯度有一定的对应关系，即纯度越高，比表面积越高。硅微粉一85虽纯度比不上硅微粉一88、硅微粉9l和硅微粉-93，但其比表面积却是本实验中最大的，这决定了其与水反应的特性及其在水分散体系中的抗沉降特性。2-3堆密度及粒度分布散粒材料在自然堆积状态下单位体积的重量称为堆积密度。粒度分布有区间分布和累计分布两种形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也称积分分布，它表示小于或大于某粒