耐火浇注料中的硅灰所具备的基本性质

在耐火浇注料中，硅灰可以说是其必需的外加剂。耐火浇注料添加硅灰不但能够提高产品的致密性能，还能够增强浇注料的流动性，尤其是在自流耐火浇注料中，硅灰发挥了关键的作用。

硅灰有很多叫法，例如SiO2粉尘、不定形SiO2粉、活性SiO2粉、二氧化硅灰或者冷凝SiO2灰等，他是冶炼硅铁合金或金属硅时，收集起来的的副产品。在电弧炉内，石英约于2000℃温度下被碳还原成硅，同时也产生了SiO气体，随烟气逸出炉外。SiO气体遇到空气时被氧化成SiO2,即凝聚成非常微小且具有活性的SiO2颗粒，经收尘装置收集，即得到硅灰。硅灰由气相SiO氧化后沉淀而成，属于无定形(非晶态)SiO2,结晶SiO2的含量很少，一般小于1%。

硅灰呈圆球形，颜色从灰白到灰色，比重2.2-2.3，松散容重150~700kg/m3，熔点1550~1570℃。颗粒极细，平均粒径0.15μm左右，比表面积15~30m2/g，因而具有极高的反应活性。硅灰不溶于水，但溶于碱中(KOH，NaOH)，与氢氟酸水溶液反应生成一种有害气体(SiF4)。硅灰不可燃，但却是能呼吸的粉尘(d<5μm)，与结晶的SiO2微粉体相比，使人得矽肺病的危险性较小，正确操作和存储硅灰是无害的。如图1硅灰的DTA曲线所示，硅灰加热到高于500℃时，无定形的SiO2转变成结晶SiO2,即方石英和鳞石英，则可能造成矽肺病，对人们有害。随温度升高，结晶SiO2含量提高。

无定形SiO2的结构模型。其结构内部有毛细管通道，表面能缓慢地进行离子化，即有断键，遇水后易形成Si-OH键，也会在水中离解成SiO-和H+，即Si-OH具有较强的亲水性和活性。在浇注料中，由于硅灰表面有OH基存在，即有氢键结合，可能发生絮凝倾向。然而这种氢键结合较弱，稍加剪切力就会再度分散，粘性降低;当剪切力解除后，SiO2微粒间又形成凝聚，而水分子固定于SiO2凝聚体的三维网状结构的空间中，粘性又增加了。也就是说，硅灰具有良好的触变性和一定的凝聚性。