不定形耐火材料用微硅粉標準的說明
隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和煉鋁工業(yè)的發(fā)展，帶動了硅鐵和金屬硅行業(yè)的發(fā)展。硅鐵和金屬硅的發(fā)展，又會帶來更多更好的微硅粉來源。有機硅的發(fā)展，也強烈地推動了化學級硅的冶煉。加之***環(huán)保部門對硅鐵和金屬硅行業(yè)煙氣排放的限制，越來越多的硅鐵廠家和金屬硅冶煉廠家會安裝能收集微硅粉的設備及微硅粉再處理裝備。這樣可用于不定形耐火材料的微硅粉就會越來越多、越來越好?！吨腥A人民共和國黑色冶金行業(yè)標準----不定形耐火材料用微硅粉》YB/T115—1997(以下簡稱YB/T115--1997)在上世紀末對我國不定形耐火材料用二氧化硅微粉起到了一定的作用。但在執(zhí)行過程中，也遇到了一些問題。如標準中的某些項目沒有適用的檢驗方法，實際無法執(zhí)行;標準中的某些檢驗方法的適用范圍不對，實際也無法執(zhí)行;標準中的某些項目套用國外企業(yè)標準，不完全適用中國實際。由于YB/T115---1997中的一些項目無法實施，市場上出現(xiàn)了一些魚目混珠的現(xiàn)象，如有些廠家隨意將微硅粉標為特級、91級、92級等，有的廠家甚至將sio2≥90%的就標定為94級，將sio2≥85%的就標定為92級。有的廠家甚至采用雙重標準，同一級別的微硅粉有不同的規(guī)格值。雖然微硅粉以使用廠家應用好為原則，但也必須有一個統(tǒng)一的標準;否則沒有規(guī)矩就不成方圓。綜上所述，修訂YB/T115—1997標準勢在必行。經(jīng)查閱，目前國際上沒有專用的耐火材料微硅粉行業(yè)標準。現(xiàn)收集到一些國外的行業(yè)標準，見下表1.其標準是建筑混凝土用微硅粉的行業(yè)標準。
微硅粉混凝土力學性能試驗研究
微硅粉也叫硅粉、硅灰或凝聚硅灰，是在冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時，形成的粉末狀二氧化硅(SiO2)，這種粉塵即為微硅粉。微硅粉的顆粒極其細微，其顆粒尺寸基本存1μm以下，平均為0.1～0.3μm，約為水泥的1／100，微硅粉是一種高效的活性摻合料,能夠顯著提高混凝土的強度和耐久性。
微硅粉在混凝土中的作用機理可簡述為：普通混凝土內(nèi)部不密實，水泥呈碎石狀、有棱角。由于孔隙中水表面張力作用．顆粒間不完全接觸；加入減水劑后，消除水的表面張力作用，顆粒接觸，孔隙率減少；加入微硅粉后，由于微硅粉顆粒小，且為球形，微硅粉顆粒可填充其間，并與Ca(OH)2反應，生成新物質(zhì)．堵塞孔道．大孔隙減少，生成的C—S—H晶體強度高、穩(wěn)定性好，同時，由于微硅粉混凝土泌水少，改善了過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)，因而提高了混凝土強度。
靜態(tài)抗壓試驗分別是在60噸電液伺服***壓力試驗機和100噸液壓***試驗機上進行的。試件尺寸為100mm×100mm×100mm的非標準立方體試件．試驗步驟如下：
1)將試件放在試驗機的下壓板上，調(diào)整下壓板處于水平狀態(tài)．并使試件的中心與試驗機的中心對準。然后緩慢調(diào)整試驗機的上壓板，使其下降直至其表面和試件將要接觸為止。
2)采用連續(xù)均勻地加荷，取每秒鐘1.0MPa。當試件接近破壞開始急劇變形時，停止調(diào)整試驗機油門，直至破壞。然后記錄破壞荷載。
3)數(shù)據(jù)的處理：三個試件測試值的算術(shù)平均值作為該組試件的強度值(精確至0.1MPa)；三個測試值中的***或是***小值中如有一個與中間值差距超過中間值的15％時，取中間值作為該組試件的抗壓強度值；如***值和***小值與中間值的差均超過中間值的15％，則該組試件的試驗結(jié)果無效。
微硅粉需水量比及活性指數(shù)的測試方法
1適用范圍本標準規(guī)定了磨細礦渣、微硅粉、粉煤灰、磨細天然石等及其復合的礦物外加劑膠砂需水量比及活性指數(shù)的測試方法。
2試驗用儀器采用GB/T17671水泥膠砂溫度檢驗方法（ISO法）中所規(guī)定的方式用儀器。
3試驗用材料3.1水泥采用GB8076——1997附錄C中規(guī)定的基準水泥。在因故得不到基準水泥時，允許采用GA含量6%～8%，總堿量（Na2O%+0.658K2O%）不大于1%的熟料和二水石膏、礦渣共同磨制的強度等級大于（含）42.5的普通硅酸鹽水泥,但仲裁仍需用基準水泥。3.2砂符合GB/T17671規(guī)定的標準砂。3.3水采用自來水或蒸餾水。3.4礦物外加劑受檢的礦外加劑。
4試驗條件及方法
4.1試驗條件試驗室應符合GB/T176711999中4.1的規(guī)定。試驗用各種材料和用具應預先放在試驗室內(nèi)，使其達到試驗室相同的溫度。
4.2試驗方法
4.21膠砂配比見表1。
表1膠砂配比材料基準膠砂受檢膠砂備注磨細礦漬磨細粉煤灰磨細天然沸石微硅粉水泥450±2225±1315±1405±1405±1表C1所示為一次攪拌礦物外加劑---225±1135±145±145±1ISO砂1350±51350±51350±11350±51350±5水225±1使受檢膠砂流動度達基準膠砂流動度值±5mm
4.2.2攪拌把水加入攪拌鍋里，再加入預先混勻的水泥和礦物外加劑，把鍋放置在固定架上，上升至固定位置。然后按GB/T17671—1999中6.3進行攪拌，開動機器后，低速攪拌30S后，在第二個30S開始的同時均勻地將砂子加入，當各級砂是分裝時，從***粗粒級開始，依次將所需的每級砂量加完。把機器轉(zhuǎn)至高速再拌30S。停拌90S，在***個15S內(nèi)用一個膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間。在高速下繼續(xù)攪拌60S。各個攪拌階段，時間誤差應在±1S以內(nèi)。水泥膠砂流動度測定參照GB/T2410進行。微硅粉標準用于解釋不定形耐火材料。
伴隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和煉鋁工業(yè)的發(fā)展，硅鐵和金屬硅產(chǎn)業(yè)得到了推動。硅鐵和金屬硅的發(fā)展會帶來更多更好的微硅粉來源。有機硅的發(fā)展也強烈促進了化學級硅的冶煉。此外，隨著***環(huán)保部門對硅鐵和金屬硅行業(yè)煙氣排放的限制，越來越多的硅鐵制造商和金屬硅冶煉制造商將安裝能夠收集微硅粉的設備和微硅粉再處理設備。因此，可用于不定形耐火材料的微硅粉越來越多，越來越好。YB/T115-1997(以下簡稱YB/T115-1997)在上世紀末對我國不定形耐火材料用二氧化硅微粉起到了一定的作用。但是在執(zhí)行過程中，也遇到了一些問題。如果標準中的一些項目沒有適用的檢驗方法，實際上是無法實施的；標準中的一些檢驗方法適用范圍錯誤，實際上無法實施；標準中的一些項目應用國外企業(yè)標準，不完全適用于中國實際。由于YB/T115-1997中的一些項目無法實施，市場上出現(xiàn)了一些混珠現(xiàn)象。比如有的廠家隨意將微硅粉標定為特級、91級、92級，有的廠家甚至將sio2≥90%標定為94級，sio2≥85%標定為92級。有些廠家甚至采用雙重標準，同級別的微硅粉規(guī)格值不同。盡管微硅粉以廠家應用好為原則，但也必須有一個統(tǒng)一的標準；否則沒有規(guī)則就不成方圓?？傊?，修訂YB/T115-1997標準勢在必行。目前國際上還沒有專門的耐火材料微硅粉行業(yè)標準?，F(xiàn)在收集一些國外的行業(yè)標準，如下表1所示。其標準是建筑混凝土用微硅粉的行業(yè)標準。
微硅粉混凝土力學性能試驗研究
微硅粉又稱硅粉、硅灰或凝聚硅灰，是在冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時形成的粉狀二氧化硅(SiO2)，即微硅粉。微硅粉的顆粒極其微小，顆粒尺寸基本小于1μm，平均為0.1~0.3μm，約為水泥的1/100。微硅粉是一種高效的活性外加劑，能顯著提高混凝土的強度和耐久性。
混凝土中微硅粉的作用機理可簡述為：普通混凝土內(nèi)部不密實，水泥呈碎石狀，有棱角。由于孔隙中水的表面張力，顆粒之間不完全接觸；加入減水劑后，消除水的表面張力，顆粒接觸，降低孔隙率；加入微硅粉后，由于微硅粉顆粒小，球形，微硅粉顆?？梢蕴畛淦渲校⑴cCa(OH)2反應，產(chǎn)生新物質(zhì)，堵塞孔道，減少大孔隙，產(chǎn)生的C-S-H晶體強度高，穩(wěn)定性好。同時，由于微硅粉混凝土泌水量少，過渡區(qū)結(jié)構(gòu)得到改善，混凝土強度得到提高。
靜態(tài)抗壓試驗分別在60噸電液伺服***壓力試驗機和100噸液壓***試驗機上進行。試件尺寸為100毫米×100毫米×100毫米的非標準立方體試件。測試步驟如下:
1)將試件放在試驗機的下壓板上，調(diào)整下壓板處于水平狀態(tài)，使試件的中心與試驗機的中心對齊。然后慢慢調(diào)整試驗機的上壓板，使其其表面與試件接觸。
2)連續(xù)均勻加載，每秒1.0MPa。當試件接近破壞并開始急劇變形時，停止調(diào)整試驗油門，直至損壞。然后記錄破壞荷載。
3)數(shù)據(jù)處理:三個試件測試值的算術(shù)平均值作為試件的強度值(精確到0.1MPa)；如果三個測試值中的***或***小值中的一個與中間值的差距超過中間值的15%，則以中間值作為試件的抗壓強度值；如果***值和***小值與中間值的差距超過中間值的15%，試件的測試結(jié)果將無效。
測試微硅粉需水量比和活性指數(shù)的方法。
1適用范圍本標準規(guī)定了磨細礦渣、微硅粉、粉煤灰、磨細天然石等復合礦物外加劑膠砂的需水量比和活性指數(shù)的測試方法。
2.測試儀器采用GB/T17671水泥砂溫度測試方法(ISO法)中規(guī)定的方法。
3.1料3.1水泥采用GB8076-1997附錄C中規(guī)定的基準水泥。因故無法獲得基準水泥時，允許使用GA含量為6%~8%、總堿量(Na2O%+0.658K2O%)不超過1%的熟料、二水石膏、礦渣共同研磨強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，但仲裁仍需使用基準水泥。3.2砂符合GB/T17671標準砂。3.3自來水或蒸餾水用于水。3.4礦物外加劑加劑的礦物外加劑。
四是測試條件和方法。
4.1試驗條件試驗室應符合GB/T17671999中4.1的要求。各種材料和用具應提前放入試驗室，使其達到與試驗室相同的溫度。
4.2測試方法。
4.21膠砂配比見表1。
表1膠砂配比材料基準膠砂檢驗膠砂備注磨細礦漬磨細粉煤灰磨細天然沸石微硅粉水泥450±225±1315±1405±1405±1表C1所示為一次攪拌礦物外加劑-225±1135±145±145±1ISO砂1350±51350±51350±11350±51350±50±5水225±1使被檢驗膠砂流動度達到基準膠砂流動度值±5mm。
4.2.2攪拌將水加入攪拌鍋然后加入預先混合均勻的水泥和礦物外加劑，將鍋放在固定架上，上升到固定位置。然后按GB/T17671-1999中6.3攪拌。啟動機器后，低速攪拌30S，在第二個30S開始時均勻加入砂。當各級砂分裝時，從***粗粒級開始，依次加入所需的每級砂。將機器轉(zhuǎn)到高速，攪拌30S。停拌90S，在***個15S內(nèi)用膠皮刮刀將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間。繼續(xù)高速攪拌60S。在各攪拌階段，時間誤差應在±1S以內(nèi)。水泥砂流量測定參照GB/T2410進行。