Дым кремнезема, также известный как микрокремнезем, представляет собой мелкозернистый порошок, получаемый как побочный продукт производства металлического кремния из кварца.. Он состоит из аморфного кремнезема. (SiO2) с высокой удельной поверхностью (ССА) до 250 м2/г. Силикатный дым обладает рядом свойств, которые делают его полезным в различных областях применения., включая конкретный, огнеупорные материалы, и композиты.
Образование микрокремнезема происходит, когда тетрахлорид кремния (SiCl4) газ подается в горячую печь (обычно при температурах 1600-1800°C). Газ SiCl4 вступает в реакцию с горячей атмосферой печи с образованием газообразного SiO., который затем конденсируется с образованием частиц кремнезема. На размер и свойства частиц микрокремнезема влияет ряд факторов., включая температуру печи, концентрация кислорода и углекислого газа в атмосфере печи, и наличие других газообразных веществ.
Влияние концентрации кислорода
Концентрация кислорода играет жизненно важную роль в образовании кремнеземного дыма.. Более высокие уровни кислорода способствуют окислению соединений кремния., возможность образования частиц микрокремнезема с особыми характеристиками. Исследования показывают, что концентрация кислорода напрямую влияет на размер частиц., площадь поверхности, и химический состав микрокремнезема.
Влияние на размер частиц и удельную поверхность
Повышенная концентрация кислорода обычно приводит к образованию более мелких частиц кремнеземного дыма.. Более высокие уровни кислорода способствуют более полному сгоранию соединений кремния., что приводит к более мелким частицам при окислении и охлаждении. Кроме того, повышенная концентрация кислорода коррелирует с увеличенной удельной поверхностью частиц микрокремнезема.. Более высокая удельная поверхность увеличивает пуццолановую реакционную способность микрокремнезема в вяжущих системах., в конечном итоге повышение прочности и долговечности бетона.
Влияние на химический состав
Концентрация кислорода влияет на химический состав микрокремнезема, влияя на степень окисления при его образовании.. Более высокие уровни кислорода способствуют превращению соединений кремния в аморфный кремнезем., увеличение содержания кремнезема в дыме. Это повышенное содержание кремнезема способствует пуццолановой активности микрокремнезема., что делает его эффективным дополнительным вяжущим материалом в бетоне.
Влияние концентрации углекислого газа
Концентрация углекислого газа является еще одним важным фактором образования кремнеземной пыли.. В процессе сокращения, углекислый газ может реагировать с соединениями кремния, влияющие на характеристики полученного микрокремнезема.
Влияние на размер частиц и удельную поверхность
Carbon dioxide concentration tends to have a minimal impact on silica fume particle size and specific surface area. Unlike oxygen, carbon dioxide’s influence on particle formation is less pronounced. Однако, its role in the formation process requires further investigation to fully understand its effects on silica fume properties.
Влияние на химический состав
Carbon dioxide concentration can influence the chemical composition of silica fume by potentially incorporating carbon into the silica structure. Это может привести к изменению реакционной способности и характеристик микрокремнезема в бетонных применениях.. Однако, степень включения углерода и его последствия требуют более всесторонних исследований..
Влияние других газообразных веществ
Помимо кислорода и углекислого газа, другие газообразные вещества также влияют на образование паров кремнезема.. Примечательно, водяной пар и диоксид серы могут влиять на процесс и свойства микрокремнезема..
Эффект водяного пара
Water vapor can impact the formation of silica fume by participating in hydrolysis reactions with silicon compounds. These reactions could affect particle size, удельная поверхность, and chemical composition. While water vapor’s influence is recognized, its intricate interactions with the formation process warrant further exploration.
Effect of Sulfur Dioxide
Sulfur dioxide presence in the furnace atmosphere can alter the oxidation process of silicon compounds, потенциально приводит к образованию кристаллического кремнезема вместо аморфного кремнезема. Это изменение может препятствовать пуццолановой реактивности образующегося дыма.. Таким образом, Контроль выбросов диоксида серы имеет решающее значение для обеспечения качества микрокремнезема..
Заключение
В итоге, газовые атмосферы существенно влияют на образование микрокремнезема и впоследствии влияют на его свойства. Концентрация кислорода играет ключевую роль в определении размера частиц., удельная поверхность, and chemical composition. Концентрация углекислого газа и других газообразных веществ также оказывает заметное влияние., although more research is needed to comprehensively understand their impact. The complex interplay between these gases during silica fume formation underscores the need for continued investigation to optimize the production process and enhance the material’s performance in concrete applications.
