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石英砂的特性
时间:2019-12-19 10:04:39浏览量:

      超细粉体在复合材料中的功能作用及加工技术 超细粉体一般指小于10um的颗粒集合体,是某些天然矿物和人造矿物的主要利用形式。矿物超细粉体作为复合材料的组成部分,具有明显改善材料各种性能的功能作用,同时还使材料的加工成本降低,价值提高,加工过程易于进行。多年来,随着粉体工程和矿物加工技术的日益进步,各类复合材料用的功能性矿物粉体不断研制成功和投入生产使用,为高新技术和新功能材料的发展起到了不可替代的作用。另外,矿物超细粉体的使用,还提高了矿产资源和工业废料的综合利用价值。   

超细粉体在复合材料中的作用,即使用功能既取决于矿物的自身性质,也取决于矿物原料加工后的改进。除超细粉碎外,表面处理和原料间的复合也往往是其产生功能作用的重要途径。

  矿物超细粉体在各类复合材料中的作用可简单表述为降低成本、改进功能和改善制品加工工艺三大作用。不过,由于不同复合材料间性质的差异,矿物超细粉体的作用无疑也具有明显差异与不同侧重,因而,对其质量要求和相应的加工手段也往往有所差别。

  超细粉体的功能作用及产生原因

  高性能混凝土(HPC)是具有高强度、高抗渗性、高工作性和体积稳定性的优异混凝土,它是混凝土技术进入高科技时代的产物。其中,作为活性矿物掺合料的超细粉与降低混凝土水灰比的高性能减水剂一起被认为是混凝土达到高性能的最重要的技术手段。

  根据HPC的理论研究,混凝土为了达到高强度与高耐久性,必须具有足够的抗渗性,必须改善水泥石与骨料之间的界面结构以达到整体增强。矿物超细粉的加入,正是通过达到这些目的而起到功能作用的。

  矿物超细粉在HPC中的功能作用可表述为活性效应和微颗粒效应两种机理。活性效应是指超细粉参与和促进HPC增强反应所体现出的作用;微颗粒效应则指借助颗粒的物理性质改善HPC的某些结构或改善反应环境而起到的增强作用。

  矿物超细粉的活性效应首先表现为火山灰效应,即矿物超细粉体与水泥水化释放的Ca(OH)2反应,生成水合硅酸钙,提高水泥石强度。超细粉体的火山灰效应及其程度取决于组成粉体的矿物组分与化学成分,以活性SiO2为主要成分的硅灰、粉煤灰以及炉渣和天然沸石等,均具有显著的火山灰效应;矿物超细粉的活性效应还表现为它在粉碎等加工过程中因产生机械力化学效应而体现出的对反应的促进。矿物在粉碎,特别是超细粉碎条件下,伴随着颗粒的细化,还通过产晶格缺陷在矿物表面贮存能量生成活性点,因此提高相间反应的机会与程度。

  矿物超细粉在HPC中的微颗粒效应表现为填充作用、级配调节作用和调节

  水化产物分布的“晶核作用”。填充作用是由于微细颗粒的粒径远小于水泥粒子,所以前者可填充在后者的空隙中提高水泥石的密实度,降低用水量。调节级配作用是指超细粉体与HPC中其它固体组分存在粒径上的差异,可改善胶凝材料系统的颗粒粒径分布,导致系统的颗粒堆积更紧密,更合理。晶核作用是指微颗粒在系统中均匀分散,在水泥水化中起到类似“晶核效应”的作用,提高凝胶体形成数量并使水化产物在整个界面过渡层内分布趋于均匀。研究表明,在HPC中加入超细沸石粉可提高过滤层中SiO 2/CaO比例和C—S—H相,因而界面结构得到改善,力学性能得以明显提高。

  矿物超细粉在HPC中的功能作用还包括抵抗硫酸盐和各种离子侵蚀的耐久性作用。某些粉体(水淬矿渣和磷渣等)还具有减水效应。

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