微硅粉在國外的應用情況 ,微硅粉是冶煉硅鐵、工業硅時從煙氣凈化裝置中回收的工業煙塵。我國是世界硅鐵、工業硅生產大國，據冶金報報道，1985年我國已形成生產硅鐵100萬噸，工業硅30萬噸的生產能力，估計硅鐵實際年生產量80~90萬噸。據此計算，我國微硅粉潛在資源每年達15萬噸以上。

       早在本世紀四、五十年代，國外就進行了微硅粉綜合利用研究，微硅粉現于很多領域。根據已掌握的資料，本文擬對微硅粉在國外的應用概況予以綜述，以促進我國微硅粉綜合利用工作的開展。

一、國外微硅粉研究

       挪威工業大學的Markeslad首次做了微硅粉的實驗，1952年至1979年其間挪威先后發表了不少有關微硅粉研究方面的文章，但在本世紀七十年代以前，對微硅粉應用的研究所做出的貢獻是比較小的。

       八十年代以后，歐美各國和日本相繼開展了微硅粉綜合利用的研究，并求得了長足的進展。加拿大與美國對微硅粉的研究始于1980年。此外，各國的生產廠家、大專院校根據各自情況對微硅粉的應用進行了大量的研究工作。為總結經驗，1983年、1986年在加拿大和西班牙，由加拿大能礦與資源部技術中心和美國混凝土協會主辦了第一屆和第二屆微硅粉在混凝土中應用的國際會議。

二、國外微硅粉的產量

       微硅粉在國外有很多叫法，在北歐各國叫凝聚硅灰（Condensed Silica Fume），在美國和加拿大叫硅灰（Silica dust），也有人叫硅粉（Silica Fume）。

據資料介紹，1981年世界主要國家微硅粉產量近80萬噸。

三、微硅粉的物理性質和化學成分

       由于微硅粉是生產硅鐵和工業硅的副產品，其生產條件相似，所以各國微硅粉的物理性質和化學成分相似。

1、顏色

       微硅粉呈灰白色，按含碳量多少，微硅粉顏色深淺略有不同，白度40-50，微硅粉與水泥混合后呈灰黑色，拌成混凝土后呈青灰色。

2、比重的密度

       微硅粉與水泥、礦渣、粉煤灰等的物理性能比較。由表可見，硅粉的比重約為水泥的2/3，但密度卻只有水泥的1/6左右。

美國及加拿大15家工廠微硅粉平均值

       微硅粉中的SiO2一般在90%以上，并且絕大部分呈非晶態。非晶態SiO2愈多，微硅粉火山灰活性愈大，在堿性溶液中反應能力愈強。

四、微硅粉在國外的應用領域

1、應用于混凝土工業

       把微硅粉作為摻合劑用于混凝土工業是國外微硅粉綜合利用中研究最早、成果最多、應用最廣的一個領域。由于微硅粉顆粒細小，比面積大，具有SiO2純度高與強火山灰活性等物理化學特點，把微硅粉作為摻合劑加入混凝土多方面性能。

（1） 提高混凝土早期強度和最終強度[2-4、9]

       國外研究證明，當微硅粉對水泥的取代率為30%以內時，蒸氣溫度為80℃，砂漿一天的抗壓強度為不摻微硅粉的2倍，（100MPa）；若無采用蒸壓養護，則幾乎達3倍（150MPa）；采用標準養護，砂漿的抗壓強度也明顯提高。加拿大H。H。Bache提出，當微硅粉與高效堿水劑復合使用時，可使混凝土的水膠比（W/C+Si）降至0.13-0.18，水泥顆粒之間被硅粉填充密實，混凝土的抗壓強度為不摻硅粉的3-5倍。目前，美國、丹麥、挪威等國已用微硅粉作摻合劑配置出了強度高大1100kg/cm2的混凝土，而且工藝簡單，經濟效益好，故被大量采用。

（2） 增加至密度[1、3]

       混凝土中摻入微硅粉增加了起反應的硅含量，在電鏡下觀察，摻微硅粉混凝土的水泥石空隙中有晶體生長。另外，微硅粉顆粒很細小，均勻地填充了混凝土微孔。國外用水泥注入法測定，無論哪種養護條件，摻微硅粉的混凝土水泥石微孔容積均明顯減少。

（3） 改善混凝土離析和泌水性能[1、3、9]

       澆灌混凝土之后，往往產生水從混凝土中分離出來的現象，即在表層形成水膜，也稱之為浮漿，使上層混凝土分布不均勻，影響建筑質量。國外研究證明，微硅粉摻入量即取代率Si/（Si+C）愈多，混凝土材料愈難以離析和泌水。當取代率達15%時，混凝土坍落即使達15-20cm，也幾乎不產生離析和泌水；當取代率達20-30%時，將該混凝土直接放入自來水中也不宜產生離析。由于微硅粉對混凝土離析和泌水性能的改善，使摻微硅粉混凝土可以用作海港、隧道等水下工程。

（4） 提高混凝土的抗滲性、抗化學服飾性和比電阻[1]

       由于微硅粉的摻入提高了混凝土的密實性，大大減少了水泥空隙，所以提高了微硅粉混凝土的抗滲性能。國外研究認為，當混凝土中微硅粉取代率為10-20%時，顯著改善了混凝土的抗滲性、抗化學腐蝕性，而且對鋼筋的耐腐蝕性也有改善。這時因為密實性的提高和SiO2含量增加，有效地阻止了酸離子的侵入和腐蝕作用。另外，由于微硅粉比電阻很高（可達1.2×1011Ω·cm，90~150℃），所以混凝土比電阻可提高1.9~16倍。

       1、國外對微硅粉應用的研究已進入了幾十年，最近10余年研究工作多，進展大。已把微硅粉應用在建筑、冶金、水泥、化肥等工農業領域。其中在建筑方面的應用最廣泛，研究成果最多，先進國家已進入制定規范的階段了。

       2、國外對微硅粉的應用研究比較系統，從收回、存貯、運輸、使用到機理研究，均作了大量的工作，不少國家成立了相應的研究機構，建立了相應的生產廠。微硅粉在國外已進入商品化生產階段。

       3、微硅粉的使用帶來了巨大的經濟效益。如挪威每年可節省50萬噸波特水泥，美國1983年在修補Kinzua壩消力池一項工程中使用微硅粉混凝土就節省了幾千萬美元。

       4、微硅粉具有大大改善了產品性能，帶來巨大的間接效益；如使用在水下工程，微硅粉高強混凝土提高抗沖磨強度3倍，抗空蝕強度14倍，微硅粉混凝土的早期強度好，所以常用在搶修工程上；微硅粉混凝土異乎尋常的高強度，使其常用在高層、大跨、耐磨、抗腐等特殊工程上。

       5、從發展趨勢上看，今后微硅粉應用還將在耐火材料、橡膠、高分子等領域中有較大發展。

總之，微硅粉曾一度被認為是一種嚴重污染環境的煙塵，而今經各國的研究與利用已證明它是一種很有價值的商品。隨著人們認識和實踐的深入與發展，將會發現新的利用途徑，并不斷提高其使用價值