在耐火澆注料中,超微粉的基本作用機理是填充。傳統耐火澆注料的耐火骨料和粉料級配,雖然堆積密度較大、也較致密,但仍有眾多的孔隙被過量的水填滿,水排除后,留下許多孔。當采用超微粉后,這些孔隙被超微粉填充,極少量的微孔被水填滿。這樣,耐火澆注料的排和水量降低,成型體中的水排除后,留下的孔隙也較少,這就是說,在耐火澆注料中,摻加超微粉可降低拌和用水量,同時能提高體積密度和降低顯氣孔率。
耐火澆注料的配合比(%):8-0.08mm的白剛玉骨料65,<0.088mn的白剛玉粉31.9%,CA-70水泥3%,分散劑0.1%,摻加超微粉后保持粉料量不變。從下圖看出,超微粉用量有個最佳值,一般為5%-7%,當超微粉用量小于5%時,骨粉料間的空隙未填充滿,水用量大、體積密度小、顯氣孔率高；當超微粉用量大于7%時,填充空隙有余,因此剩余的超微粉需用水,且不密實、顯氣孔率活性SiO2超微粉的填充效果比a-Al2O3的好,其用量也可少些。a-Al2O3超微粉的粒徑分布比活性sio2的好,小1um的a-A1O2超微粉占96.5%,活性sio2只占69%,小于2um的a-Al2O3粉占100%,sio2粉則占80.9%,至小于1Oum時方達到100%,這說明,超微粉不但細度起作用,而且其形狀和活性等也起了作用,sio2超微粉系硅灰,呈球形有活性,雖然略粗些，其填充性和減水性比粒狀無活性的a-Al2O3好。
活性SiO2超微粉是非晶質或無定形二氧化硅,比表面積較大,表面能也較大,易吸附空氣的水發生團聚,因此應防潮且加分散劑后使用,氧化硅結構內部有毛細管通道,其表面能緩慢的進行離子化,即有斷鍵,遇水后會在水中離解。在耐火澆注料中,由于氧化硅超微粉顆粒上有OH基存在,即有氫結合,可能生絮凝的傾向,然而,這種氫鍵結合較弱,稍加剪切力,就會再度分散,磁性降低；當解除剪功力后,SO2微粒間又形成了凝聚,而水分子固定于sio2凝聚體的三維網狀結構的空間,黏性增加了,這就是說,活性sio2超微粉具有良好的觸變性和一定的凝聚性。
在耐火澆注料中,黏上超微粉和氧化物超微粉如sio2、A12O3等,在水中均能形成膠粒子,當有分散劑存在時,粒子表面形成雙電層的重疊而產生靜電斥力,即克服了質點間的范德華力,降低了界面能,防止了粒子之間的吸附絮凝:同時,粒子周圍吸附了分散劑而形成溶媒層,因此也增大了澆注料的流動性,這也是超微粉作用機理之一,即摻加超微粉及適宜的分散劑,可降低耐火澆注料的水用量,提高其流動性,從而改善澆注料的性能。
在耐火澆注料中,黏上超微粉和氧化物超微粉如sio2、A12O3等,在水中均能形成膠粒子,當有分散劑存在時,粒子表面形成雙電層的重疊而產生靜電斥力,即克服了質點間的范德華力,降低了界面能,防止了粒子之間的吸附絮凝:同時,粒子周圍吸附了分散劑而形成溶媒層,因此也增大了澆注料的流動性,這也是超微粉作用機理之一,即摻加超微粉及適宜的分散劑,可降低耐火澆注料的水用量,提高其流動性,從而改善澆注料的性能。
在耐火澆注料中,摻加超微粉的作用是,增強了填充性,改善了施工性,從而使其流動性增大,體積密度提高,顯氣孔率降低。因此,耐火澆注料的強度有顯著的提高,其他高溫性能也有較大的改善。應當指出,超微粉的作用是與外加劑分不開的。只有選擇合適的超微粉和外加劑品種,巧妙配伍,用量得當,才能發揮其最大的作用。
以上是關于低水泥澆注料中加入超微粉的作用機理，更多耐火澆注料種類及專業知識可在公司官網查看：http://www.huaishu.org/ （德仁耐材）