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不定形耐火材料用微硅粉标准的说明
随着钢铁工业的发展和炼铝工业的发展，带动了硅铁和金属硅行业的发展。硅铁和金属硅的发展，又会带来更多更好的微硅粉来源。有机硅的发展，也强烈地推动了化学级硅的冶炼。加之***环保部门对硅铁和金属硅行业烟气排放的限制，越来越多的硅铁厂家和金属硅冶炼厂家会安装能收集微硅粉的设备及微硅粉再处理装备。这样可用于不定形耐火材料的微硅粉就会越来越多、越来越好。《中华人民共和国黑色冶金行业标准----不定形耐火材料用微硅粉》YB/T115—1997(以下简称YB/T115--1997)在上世纪末对我国不定形耐火材料用二氧化硅微粉起到了一定的作用。但在执行过程中，也遇到了一些问题。如标准中的某些项目没有适用的检验方法，实际无法执行;标准中的某些检验方法的适用范围不对，实际也无法执行;标准中的某些项目套用国外企业标准，不完全适用中国实际。由于YB/T115---1997中的一些项目无法实施，市场上出现了一些鱼目混珠的现象，如有些厂家随意将微硅粉标为特级、91级、92级等，有的厂家甚至将sio2≥90%的就标定为94级，将sio2≥85%的就标定为92级。有的厂家甚至采用双重标准，同一级别的微硅粉有不同的规格值。虽然微硅粉以使用厂家应用好为原则，但也必须有一个统一的标准;否则没有规矩就不成方圆。综上所述，修订YB/T115—1997标准势在必行。经查阅，目前国际上没有专用的耐火材料微硅粉行业标准。现收集到一些国外的行业标准，见下表1.其标准是建筑混凝土用微硅粉的行业标准。
微硅粉混凝土力学性能试验研究
微硅粉也叫硅粉、硅灰或凝聚硅灰，是在冶炼硅铁合金或工业硅时，形成的粉末状二氧化硅(SiO2)，这种粉尘即为微硅粉。微硅粉的颗粒极其细微，其颗粒尺寸基本存1μm以下，平均为0.1～0.3μm，约为水泥的1／100，微硅粉是一种高效的活性掺合料,能够显著提高混凝土的强度和耐久性。
微硅粉在混凝土中的作用机理可简述为：普通混凝土内部不密实，水泥呈碎石状、有棱角。由于孔隙中水表面张力作用．颗粒间不完全接触；加入减水剂后，消除水的表面张力作用，颗粒接触，孔隙率减少；加入微硅粉后，由于微硅粉颗粒小，且为球形，微硅粉颗粒可填充其间，并与Ca(OH)2反应，生成新物质．堵塞孔道．大孔隙减少，生成的C—S—H晶体强度高、稳定性好，同时，由于微硅粉混凝土泌水少，改善了过渡区的结构，因而提高了混凝土强度。
静态抗压试验分别是在60吨电液伺服***压力试验机和100吨液压***试验机上进行的。试件尺寸为100mm×100mm×100mm的非标准立方体试件．试验步骤如下：
1)将试件放在试验机的下压板上，调整下压板处于水平状态．并使试件的中心与试验机的中心对准。然后缓慢调整试验机的上压板，使其下降直至其表面和试件将要接触为止。
2)采用连续均匀地加荷，取每秒钟1.0MPa。当试件接近破坏开始急剧变形时，停止调整试验机油门，直至破坏。然后记录破坏荷载。
3)数据的处理：三个试件测试值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确至0.1MPa)；三个测试值中的***或是***小值中如有一个与中间值差距超过中间值的15％时，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如***值和***小值与中间值的差均超过中间值的15％，则该组试件的试验结果无效。
微硅粉需水量比及活性指数的测试方法
1适用范围本标准规定了磨细矿渣、微硅粉、粉煤灰、磨细天然石等及其复合的矿物外加剂胶砂需水量比及活性指数的测试方法。
2试验用仪器采用GB/T17671水泥胶砂温度检验方法（ISO法）中所规定的方式用仪器。
3试验用材料3.1水泥采用GB8076——1997附录C中规定的基准水泥。在因故得不到基准水泥时，允许采用GA含量6%～8%，总碱量（Na2O%+0.658K2O%）不大于1%的熟料和二水石膏、矿渣共同磨制的强度等级大于（含）42.5的普通硅酸盐水泥,但仲裁仍需用基准水泥。3.2砂符合GB/T17671规定的标准砂。3.3水采用自来水或蒸馏水。3.4矿物外加剂受检的矿外加剂。
4试验条件及方法
4.1试验条件试验室应符合GB/T176711999中4.1的规定。试验用各种材料和用具应预先放在试验室内，使其达到试验室相同的温度。
4.2试验方法
4.21胶砂配比见表1。
表1胶砂配比材料基准胶砂受检胶砂备注磨细矿渍磨细粉煤灰磨细天然沸石微硅粉水泥450±2225±1315±1405±1405±1表C1所示为一次搅拌矿物外加剂---225±1135±145±145±1ISO砂1350±51350±51350±11350±51350±5水225±1使受检胶砂流动度达基准胶砂流动度值±5mm
4.2.2搅拌把水加入搅拌锅里，再加入预先混匀的水泥和矿物外加剂，把锅放置在固定架上，上升至固定位置。然后按GB/T17671—1999中6.3进行搅拌，开动机器后，低速搅拌30S后，在第二个30S开始的同时均匀地将砂子加入，当各级砂是分装时，从***粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30S。停拌90S，在***个15S内用一个胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间。在高速下继续搅拌60S。各个搅拌阶段，时间误差应在±1S以内。水泥胶砂流动度测定参照GB/T2410进行。微硅粉标准用于解释不定形耐火材料。
伴随着钢铁工业的发展和炼铝工业的发展，硅铁和金属硅产业得到了推动。硅铁和金属硅的发展会带来更多更好的微硅粉来源。有机硅的发展也强烈促进了化学级硅的冶炼。此外，随着***环保部门对硅铁和金属硅行业烟气排放的限制，越来越多的硅铁制造商和金属硅冶炼制造商将安装能够收集微硅粉的设备和微硅粉再处理设备。因此，可用于不定形耐火材料的微硅粉越来越多，越来越好。YB/T115-1997(以下简称YB/T115-1997)在上世纪末对我国不定形耐火材料用二氧化硅微粉起到了一定的作用。但是在执行过程中，也遇到了一些问题。如果标准中的一些项目没有适用的检验方法，实际上是无法实施的；标准中的一些检验方法适用范围错误，实际上无法实施；标准中的一些项目应用国外企业标准，不完全适用于中国实际。由于YB/T115-1997中的一些项目无法实施，市场上出现了一些混珠现象。比如有的厂家随意将微硅粉标定为特级、91级、92级，有的厂家甚至将sio2≥90%标定为94级，sio2≥85%标定为92级。有些厂家甚至采用双重标准，同级别的微硅粉规格值不同。尽管微硅粉以厂家应用好为原则，但也必须有一个统一的标准；否则没有规则就不成方圆。总之，修订YB/T115-1997标准势在必行。目前国际上还没有专门的耐火材料微硅粉行业标准。现在收集一些国外的行业标准，如下表1所示。其标准是建筑混凝土用微硅粉的行业标准。
微硅粉混凝土力学性能试验研究
微硅粉又称硅粉、硅灰或凝聚硅灰，是在冶炼硅铁合金或工业硅时形成的粉状二氧化硅(SiO2)，即微硅粉。微硅粉的颗粒极其微小，颗粒尺寸基本小于1μm，平均为0.1~0.3μm，约为水泥的1/100。微硅粉是一种高效的活性外加剂，能显著提高混凝土的强度和耐久性。
混凝土中微硅粉的作用机理可简述为：普通混凝土内部不密实，水泥呈碎石状，有棱角。由于孔隙中水的表面张力，颗粒之间不完全接触；加入减水剂后，消除水的表面张力，颗粒接触，降低孔隙率；加入微硅粉后，由于微硅粉颗粒小，球形，微硅粉颗粒可以填充其中，并与Ca(OH)2反应，产生新物质，堵塞孔道，减少大孔隙，产生的C-S-H晶体强度高，稳定性好。同时，由于微硅粉混凝土泌水量少，过渡区结构得到改善，混凝土强度得到提高。
静态抗压试验分别在60吨电液伺服***压力试验机和100吨液压***试验机上进行。试件尺寸为100毫米×100毫米×100毫米的非标准立方体试件。测试步骤如下:
1)将试件放在试验机的下压板上，调整下压板处于水平状态，使试件的中心与试验机的中心对齐。然后慢慢调整试验机的上压板，使其其表面与试件接触。
2)连续均匀加载，每秒1.0MPa。当试件接近破坏并开始急剧变形时，停止调整试验油门，直至损坏。然后记录破坏荷载。
3)数据处理:三个试件测试值的算术平均值作为试件的强度值(精确到0.1MPa)；如果三个测试值中的***或***小值中的一个与中间值的差距超过中间值的15%，则以中间值作为试件的抗压强度值；如果***值和***小值与中间值的差距超过中间值的15%，试件的测试结果将无效。
测试微硅粉需水量比和活性指数的方法。
1适用范围本标准规定了磨细矿渣、微硅粉、粉煤灰、磨细天然石等复合矿物外加剂胶砂的需水量比和活性指数的测试方法。
2.测试仪器采用GB/T17671水泥砂温度测试方法(ISO法)中规定的方法。
3.1料3.1水泥采用GB8076-1997附录C中规定的基准水泥。因故无法获得基准水泥时，允许使用GA含量为6%~8%、总碱量(Na2O%+0.658K2O%)不超过1%的熟料、二水石膏、矿渣共同研磨强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，但仲裁仍需使用基准水泥。3.2砂符合GB/T17671标准砂。3.3自来水或蒸馏水用于水。3.4矿物外加剂加剂的矿物外加剂。
四是测试条件和方法。
4.1试验条件试验室应符合GB/T17671999中4.1的要求。各种材料和用具应提前放入试验室，使其达到与试验室相同的温度。
4.2测试方法。
4.21胶砂配比见表1。
表1胶砂配比材料基准胶砂检验胶砂备注磨细矿渍磨细粉煤灰磨细天然沸石微硅粉水泥450±225±1315±1405±1405±1表C1所示为一次搅拌矿物外加剂-225±1135±145±145±1ISO砂1350±51350±51350±11350±51350±50±5水225±1使被检验胶砂流动度达到基准胶砂流动度值±5mm。
4.2.2搅拌将水加入搅拌锅然后加入预先混合均匀的水泥和矿物外加剂，将锅放在固定架上，上升到固定位置。然后按GB/T17671-1999中6.3搅拌。启动机器后，低速搅拌30S，在第二个30S开始时均匀加入砂。当各级砂分装时，从***粗粒级开始，依次加入所需的每级砂。将机器转到高速，搅拌30S。停拌90S，在***个15S内用胶皮刮刀将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间。继续高速搅拌60S。在各搅拌阶段，时间误差应在±1S以内。水泥砂流量测定参照GB/T2410进行。