研究表明,在与铝酸钙水泥结合的粘土熟料浇注料中加入二氧化硅微粉会影响铝酸钙水泥水化产品的产生和转化。纯铝酸钙水泥水化24小时后,β-C2AH8和α-C2AH8的水化产量随着维护时间的延长而增加,但α-C2AH8的产量在24小时后逐渐减少。
在铝酸钙水泥中加入二氧化硅微粉后,α-C2AH8和β-C2AH8的产量可以在维护24小时后达到。α-C2AH8和β-C2AH8在24小时后转化为钙黄长石水化物C2ASH8。在工业生产中,二氧化硅微粉是通过气相沉淀收集的,含有多种碱性金属杂质元素,使其在水溶液中呈现不同的化学性质,如zeta电位和pH值。研究表明,水溶液中不同pH值的二氧化硅微粉对铝酸钙水泥的水化过程有很大影响。
随着酸碱度的增加,硅微粉可以提高铝酸钙水泥的水化率,促进水化产物的产生。这可能是因为硅微粉的酸碱度越高,水溶液中的水电可以离开更多的酸碱度,加速水泥水化中的羟基化过程,进而加速铝酸钙水泥的水化反应,促进水泥水化产物的产生;当硅微粉的酸碱度足够低时,水溶液会离开更多的H+,部分会中和酸碱度,阻碍铝酸钙水泥的羟基化过程,从而延缓水泥的水化速度。
硅氧化硅粉是浇注料中常用的粉末。二氧化硅粉粒度小,可以填充浇注料中颗粒之间的孔隙,减少浇注料的用水量;二氧化硅粉具有标准的球形结构和球形效应。当填充在颗粒之间时,颗粒之间的相对滑动摩擦转化为滚动摩擦,从而减少颗粒之间的摩擦,降低浇注料的粘度,提高流动性。
宁夏二氧化硅微粉的生产工艺,二氧化硅粉末是一种无定形晶体结构,在颗粒表面容易形成断裂键。由于断裂键的存在,二氧化硅粉末容易吸附水中的OH,形成Si-OH,在水溶液中分解成Si-O-和H+。由于其粒度相对较小(微米级),二氧化硅粉末在水溶液中容易形成双电层胶体结构。高活性二氧化硅粉末可以吸附水溶液中的OH-,在颗粒表面形成大量羟基。
宁夏二氧化硅微粉在低温养护过程中会发生脱水反应,使颗粒之间形成-Si-O-Si-键组合,从而提高浇注料的脱模强度。硅微粉能在高温下变成液相,降低颗粒间传质的粘度,提高传质率,促进颗粒间烧结。所以掺入硅微粉的浇注料能促进800℃浇注料中基质间的烧结,增强颗粒间交错锁的结合能力,提高浇注料的中温强度。