硅微粉对超低水泥浇注料流动性的影响

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纯铝酸钙水泥 " " " " "
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硅微粉 ’ 1 0 , +
特级矾土细粉 # 1’’ 目 ) 1& 1! 1" 1$ $%
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试验
原料 试验所用原料的化学组成如表 $ 所示。
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原料 特级矾土 硅微粉 硅微粉 . 硅微粉 / -314" ++* &+ — — — — 5641 "* %! ’* 1, ++* 00 %,* 1+ %&* 1!
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尺寸为 !&’ # 上 ) ? $’’ # 下 ) 22 @ ,’22 # 高 ) 。垂直移动 试验锥后跳桌跳动 "’ 次后， 沿圆周方向均匀测定 + 个 方向的流动值，每一振动流动值均为这 + 个数据的平 均值。
准确称量后，外加入 ’* $!B 三聚在水泥胶砂搅拌 机中干混 "26C 后，加入适量水均匀搅拌 ,26C 后测量
减水效果较好， 与其较低的碱金属含量 （ "# $ 及 %&# $） 有关。
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结论
高铝质超低水泥浇注料基质泥浆粘度随硅微粉加
入量的增加而增大，这是因为硅微粉与水反应形成水 化产物， 水化产物发生聚合， 分子的体积增大， 使浆体 层流阻力增大， 导致泥浆粘度上升。 但这并不表明浇注 料的振动流动性随硅微粉加入量增加而降低。 相反， 在 一定的加入范围内， 硅微粉含量增加， 浇注料的振动流
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试样编号 $ 1 "
关系不甚明了。高铝质浇注料是超低水泥浇注料中用 途最为广泛的一种。 本文采用不同硅微粉， 研究其对高 铝浇注料基质泥浆粘度的影响，同时研究了它对此类 浇注料振动流动性的影响，并对硅微粉的作用机理进 行了分析。
表 # 基质泥浆配比 -2/324050264 27 /)580: 4+;88<
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由图 % 可见，当基质泥浆中加入 #& 的硅微粉时， 体系的粘度大幅度降低。这是由于硅微粉在水中发生 如下水化反应： ’()# * +# ) , +# ’()+# ’()- 水解形成如下胶团结构： . / ’()# 0 ! "’()-# 1 2 # 3 " # $ 4 + * 5 # $+ * 当有分散剂存在时，胶体粒子表面形成双电层的重 叠而产生静电斥力， 即克服了质点间的范德华力， 降低 了界面能， 防止了粒子间的吸附絮凝； 另一方面， 胶体 粒子周围吸附了分散剂而形成溶媒层。这 # 方面共同 作用，增大了基质泥浆的流动性，于是体系的粘度下 降。 当硅微粉加入量超过 #& 以后，随着硅微粉加入 量的增， 体系粘度不断升高。 这是因为硅微粉与水反应 形成水化产物， 水化产物发生进一步聚合， 增大了分子 的体积， 浆体层流阻力增大， 导致粘度上升。 根据 6(789:(7 公式 ， 层流状态下， 分散体系 （ 或溶 液） 的粘度（ 由下式表示： !）
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由图 # 可见，硅微粉由 #& 增加到 "& 时，浇注料 加水量由 <$ <!& 减少至 =$ !#& ， 其中使用硅微粉 >， ?
图% &’() % 硅微粉对基质泥浆粘度的影响
的浇注料振动流动性基本不变，而使用硅微粉 @ 的浇 注料振动流动性还有较大幅度提高。这一结果是与硅 微粉的减水机理分不开的。一般浇注料中耐火骨料和 粉料分级搭配，表观上较致密，但很难达到最紧密堆 积， 坯体中留有的大量孔隙被水填满。 当浇注料中加入 硅微粉后， 这些孔隙被硅微粉所填充， 只剩下较少量的 微孔被水填满， 这样浇注料的需水量减少， 从而达到减 水的目的。硅微粉加入量增加， 填充微孔的水就减少， 浇注料需水量降低， 振动流动性增加。 硅微粉是具有明 显球形的粒子， 很容易进入浇注料中微小的孔隙， 加之 粒径又小， 所以减水效果良好。 图 # 还显示， 在相同条件下， 硅微粉的种类对浇注 料的振动流动性有不同影响。硅微粉加入量超过 #& 后， 硅微粉 @ 的减水效果最好， 其次是硅微粉 ?， 而硅 微粉 > 的减水效果最差。这可能与硅微粉的表面形状 有关。硅微粉是非晶质或无定形二氧化硅，比表面积 大， 易吸附空气中的水发生团聚。 无定形二氧化硅的结 构示于图 -。 由图 - 可见， 硅微粉内部有毛细管通道， 其表面有 断键， 这些断键在水中易形成 ’(— )+（ 硅烷醇基） 且离 解后形成胶团。这种胶团的分散凝聚作用在很大程度 上依赖于胶团外层的动电位（ ， 而胶团的动电位 ! 电位） 又与硅微粉本身碱金属含量有很大关系。硅微粉 @ 的
作者简介： 贺智勇 # $%&’ ( ) ， 男， 博士， 高工 * 主要从事耐火材料研究与开发工作 *
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硅酸盐通报 振动流动值。
!""# 年第 $ 期
专题论文
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试验结果
硅微粉对基质泥浆粘度的影响 硅微粉对基质泥浆粘度的影响如图 % 所示。
图! &’() ! 硅微粉对浇注料振动流动值的影响 *++,-. /+ 8’-:/6’<’-9 /4 5’=:9.’4( +</> 59<0, /+ -96.9=<,
硅微粉以其良好的减水、 促流效果在低水泥、 超低 水泥及无水泥浇注料中得到了广泛应用。有关硅微粉 对浇注料泥浆流变性的影响
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基质泥浆粘度的测定 浇注料所采用的颗粒与细粉之比为 &’A "’。
和硅微粉对超低水泥浇
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注料的振动流动性影响已有报道
，但这二者之间的
研究了 -， "’B 细粉中固定水泥质量分数为 "B ， .，/ " 种不同硅微粉对基质泥浆粘度的影响。试验配 比如表 1 所示。
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叶方保， 刘新红/ 等， 矾土基浇注料基质的流变性 0 )*+&,- .， 硅酸盐通报， #112 ， #’ 3 ( 4 5 #6 —’1 ， ’2 韩行禄 0 不定形耐火材料 0 北京：冶金工业出版社， (7720 #(1 页 陈宗淇，戴闵光 0 胶体化学 0 北京：高等教育出版社， (7820 ’ ， ’6! 页
特级矾土 " ( $22 "’ "’ "’ "’ "’ $ ( ’22 1! 1! 1! 1! 1! 1’’ 1& 1! 1" 1$ $% 纯铝酸 钙水泥 " " " " "
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试验方法 采用 9<= > +5 数显粘度计测量基质泥浆的粘度。 采用电动跳桌测量浇注料的振动流动值。试验锥
硅酸盐通报
#$$% 年第 & 期
专题论文
硅微粉对超低水泥浇注料流动性的影响
贺智勇 彭小艳 王素珍 曾振宇
# 钢铁研究总院， 北京 摘 $’’’+$ )
要： 采用不同硅微粉， 研究了其对高铝浇注料基质泥浆粘度的影响， 结果表明， 基质泥浆粘度随硅微粉加入量
增加而增大。这是因为硅微粉与水反应形成水化产物， 水化产物发生聚合， 分子的体积增大， 使浆体层流阻力增大， 导 致泥浆粘度上升。而随硅微粉含量增加， 浇注料的振动流动性增加， 这与硅微粉的填充减水机理密不可分。 关键词： 硅微粉； 基质泥浆； 粘度； 浇注料； 振动流动值
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图 ? 无定形二氧化硅的结构 &’() ? 2.:0-.0:, /+ 9:8/:@A/06 6’<’-9
硅酸盐通报
!""# 年第 $ 期
专题论文 动性也增加， 这与硅微粉的填充减水机理密不可分。 因 此得出结论：硅微粉对基质粘度影响的研究不能替代 其对浇注料振动流动性影响的研究，硅微粉在这 # 个 体系中的作用机理是完全不同的。 参考文献
Hale Waihona Puke Baidu
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外加 ’* $!B 三聚作为分散剂。 准确称量后，加入分散剂和 1’B 水，在水泥净浆 搅拌机中充分混匀制成泥浆， 待转子插入泥浆 $26C 后 !!"
9714 ’* ’+ — ’* ,% ’* ’& ’* $’ 试样 编号 $ 1 " 0 ! ! ( "22 $! $! $! $! $!
表 ’ 原料的化学组成 -.,/01)+ 12/324050264 27 8)9 /)5,80)+4
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! , !; （ % * "#） （ 式中： 的粘度； !; 为分散介质 或纯溶剂） " 为常数。对 于球形粒子， " , #$ !。 # 是分散相在全部分散体系中 所占的体积分数； 体系的 ! 增加。 随着硅微粉加入量的增加， # 值增加， !) ! 硅微粉对浇注料振动流动值的影响 硅微粉对浇注料振动流动值的影响如图 # 所示。 其 中硅微粉加入量为 #& 时，浇注料的加水量为 硅微粉加入量为 "& 时， 浇注料的加水量为=$ !#& ； <$ <!& ； 硅微粉加入量为 =& 时， 浇注料的加水量为 !$ #& 。 !"
化学组成 /74 ’* $’ $+* $1 — — — — 814 ’* !0 — $* %0 ’* 10 ’* 1’
开始测定泥浆粘度。 ’> ? 浇注料振动流动值的测定 研究了 -， .， / " 种不同硅微粉对浇注料振动流动 性的影响。浇注料试验配比如表 " 所示。
()*+, = 表 = 浇注料配方 -2/324050264 27 1)45)*+,