Introdução
A sílica ativa refratária é um material em pó ultrafino com dióxido de silício amorfo (SiO₂) de alta{0}pureza como componente principal. É uma matéria-prima essencial na área de materiais refratários devido à sua excelente-resistência a altas temperaturas e estabilidade química.
É produzido principalmente por meio da recuperação de gases de combustão de fornos elétricos na indústria metalúrgica,-como durante a produção de ferrossilício e silício industrial. Após a remoção e coleta do pó, formam-se partículas ultrafinas, normalmente variando em tamanho de 0,1 a 1 μm, com uma área superficial específica de até 15–25 m²/g. Apresenta forte atividade pozolânica.
Vantagem
1. Excelente resistência-a altas temperaturas
Com um ponto de fusão de até 1.713 graus, a sílica ativa tem um desempenho excepcional em ambientes-de alta temperatura (por exemplo, 1.000 a 1.600 graus). Ele pode sofrer uma reação secundária com produtos de hidratação do cimento (Ca(OH)₂) para formar um gel C-S-H com baixa proporção de cálcio-para{10}}silício. Isso resulta em uma estrutura mais densa com resistência aprimorada a altas-temperaturas, aumentando significativamente a resistência ao choque térmico do material refratário e a temperatura de amolecimento da carga.
Também ajuda a reduzir a temperatura de sinterização de materiais refratários, promove a sinterização-a baixa temperatura e minimiza o encolhimento e as rachaduras em altas temperaturas.
2. Microestrutura e efeito de preenchimento
Partículas ultrafinas de sílica ativa podem preencher as lacunas entre agregados refratários (por exemplo, corindo, mulita) e partículas de cimento, aumentando a densidade da matriz em 10% a 20% e reduzindo a porosidade geral do material. Isto melhora a resistência à erosão da escória (por exemplo, da escória de aço ou de forno).
Também melhora a fluidez dos concretos, reduz a demanda de água, evita a formação de poros causada pela evaporação da água e aumenta a compactação estrutural.
3. Estabilidade Química e Reatividade
Devido à sua alta pureza (teor de SiO₂ normalmente maior ou igual a 92%, com baixos níveis de impurezas como Fe₂O₃ e Al₂O₃), a sílica ativa apresenta excelente resistência à erosão química em ambientes de escória ácidos e alcalinos.
Sua forte atividade pozolânica acelera o processo de endurecimento e melhora a resistência inicial-especialmente útil em concretos com baixo teor de cimento (LCC), ultra{1}}com baixo teor de cimento (ULCC) e sem cimento (NCC). Ajuda a reduzir o teor de cimento, diminuindo assim o teor de CaO a altas temperaturas e melhorando a resistência da escória.
4. Equilíbrio entre funcionalidade e desempenho
A sílica ativa oferece um tempo de presa ajustável e é compatível com vários aditivos (por exemplo, aceleradores, retardadores), tornando-a adequada para diferentes técnicas de construção, como fundição, pulverização e compactação.
Aumenta a resistência à flexão e à compressão, prolongando assim a vida útil dos materiais refratários. Ele funciona bem em zonas-de alta temperatura, como calhas de ferro de alto-forno, revestimentos de panelas e revestimentos de fornos de cimento.
Aplicativo
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Cenários de aplicação |
Funções e produtos típicos |
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Indústria Metalúrgica |
Concretos de panela, camadas intermediárias de trabalho de panela, repartidores de alto-forno, revestimentos de equipamentos de pré{0}}tratamento de ferro, utilizando sua escória e resistência ao choque térmico. |
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Materiais de Construção e Fornos |
Tijolos refratários para zonas de queima de fornos de cimento, tijolos treliçados para câmaras de armazenamento de calor de fornos de vidro, revestimentos para fornos cerâmicos, resistentes à fusão em alta-temperatura e à erosão gasosa. |
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Castables Refratários |
Castables com baixo- ou nenhum{1}}cimento de cimento (com agregados como corindo, espinélio, etc.) para reparo rápido ou fundição monolítica em áreas de alta-temperatura, como paredes de fornos. |
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Produtos Refratários Especiais |
Compactos refratários, coroplastos, revestimentos refratários para juntas e camadas de reparo em equipamentos de alta-temperatura para melhorar a vedação e a resistência à abrasão. |
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Outras áreas-de alta temperatura |
Revestimentos refratários para incineradores de resíduos, camadas refratárias para reatores químicos, resistentes à corrosão em altas-temperaturas e à erosão por meios complexos. |
Comparação das diferenças com a sílica ativa comum
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Categoria do Indicador |
Sílica ativa refratária |
Sílica ativa comum (para concreto) |
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Pureza (SiO₂) |
SiO₂ Maior ou igual a 92% (produtos de alta-qualidade podem atingir Maior ou igual a 95%), impurezas (Fe₂O₃, CaO, etc.) Menor ou igual a 1% |
SiO₂ Maior ou igual a 85%, teor relativamente maior de impurezas (como Fe₂O₃, Al₂O₃) |
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Tamanho de partícula e área de superfície específica |
Tamanho de partícula concentrado em 0,1~1μm, área superficial específica 20~25 m²/g |
Tamanho de partícula 0,5~2μm, área de superfície específica 15~20 m²/g |
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Resistência-a altas temperaturas |
Ponto de fusão em 1713 graus, estrutura estável sob alta temperatura, forte resistência à corrosão de escória |
Resistência à temperatura Menor ou igual a 300 graus, propenso a rachaduras devido à transformação de cristal em altas temperaturas |
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Atividade Pozolânica |
1000~1600 graus (fornos metalúrgicos, equipamentos-de alta temperatura) |
Temperatura ambiente ~300 graus (concreto de construção, estruturas marítimas) |
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Resistência à Escória |
Índice de atividade-em alta temperatura maior ou igual a 110% (reação secundária significativa acima de 1.000 graus) |
Índice de atividade-da temperatura ambiente maior ou igual a 85% (contribui principalmente para a força inicial) |
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Aplicações Típicas |
Índice de atividade de cinzas vulcânicas maior ou igual a 110% (a atividade em alta temperatura é mais crítica) |
Concentre-se na atividade inicial (reação à temperatura ambiente) |
Seleção e uso de pontos-chave
Controle de Pureza e Impureza:
Selecione o conteúdo apropriado de SiO₂ com base na temperatura operacional e nas condições de erosão da escória (por exemplo, SiO₂ maior ou igual a 95% é recomendado para temperaturas acima de 1400 graus). Evite impurezas como Fe₂O₃ e CaO, que podem reduzir a refratariedade.
Seleção de formulário:
A sílica ativa em pó tem boas propriedades de dispersão e é adequada para aplicações de construção a seco.
Projeto de proporção de mistura:
A dosagem típica em concretos refratários é de 5% a 10%. Deve ser adequadamente combinado com agregados (por exemplo, corindo, mulita) e ligantes (por exemplo, cimento de aluminato de cálcio, sol-gel) para alcançar um equilíbrio entre fluidez e resistência.
Construção e Cura:
Mantenha uma temperatura de construção de 15–25 graus e umidade relativa de 60%–70%. Evite aumentos rápidos de temperatura após a configuração inicial. Manter a superfície úmida durante o período de cura para evitar fissuras (consulte as normas de cura para cimento refratário).
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