在耐火浇注料中,超微粉的基本作用机理是填充。传统耐火浇注料的耐火骨料和粉料级配,虽然堆积密度较大、也较致密,但仍有众多的孔隙被过量的水填满,水排除后,留下许多孔。当采用超微粉后,这些孔隙被超微粉填充,极少量的微孔被水填满。这样,耐火浇注料的排和水量降低,成型体中的水排除后,留下的孔隙也较少,这就是说,在耐火浇注料中,掺加超微粉可降低拌和用水量,同时能提高体积密度和降低显气孔率。
耐火浇注料的配合比(%):8-0.08mm的白刚玉骨料65,<0.088mn的白刚玉粉31.9%,CA-70水泥3%,分散剂0.1%,掺加超微粉后保持粉料量不变。从下图看出,超微粉用量有个最佳值,一般为5%-7%,当超微粉用量小于5%时,骨粉料间的空隙未填充满,水用量大、体积密度小、显气孔率高；当超微粉用量大于7%时,填充空隙有余,因此剩余的超微粉需用水,且不密实、显气孔率活性SiO2超微粉的填充效果比a-Al2O3的好,其用量也可少些。a-Al2O3超微粉的粒径分布比活性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粉则占80.9%,至小于1Oum时方达到100%,这说明,超微粉不但细度起作用,而且其形状和活性等也起了作用,sio2超微粉系硅灰,呈球形有活性,虽然略粗些，其填充性和减水性比粒状无活性的a-Al2O3好。
活性SiO2超微粉是非晶质或无定形二氧化硅,比表面积较大,表面能也较大,易吸附空气的水发生团聚,因此应防潮且加分散剂后使用,氧化硅结构内部有毛细管通道,其表面能缓慢的进行离子化,即有断键,遇水后会在水中离解。在耐火浇注料中,由于氧化硅超微粉颗粒上有OH基存在,即有氢结合,可能生絮凝的倾向,然而,这种氢键结合较弱,稍加剪切力,就会再度分散,磁性降低；当解除剪功力后,SO2微粒间又形成了凝聚,而水分子固定于sio2凝聚体的三维网状结构的空间,黏性增加了,这就是说,活性sio2超微粉具有良好的触变性和一定的凝聚性。
在耐火浇注料中,黏上超微粉和氧化物超微粉如sio2、A12O3等,在水中均能形成胶粒子,当有分散剂存在时,粒子表面形成双电层的重叠而产生静电斥力,即克服了质点间的范德华力,降低了界面能,防止了粒子之间的吸附絮凝:同时,粒子周围吸附了分散剂而形成溶媒层,因此也增大了浇注料的流动性,这也是超微粉作用机理之一,即掺加超微粉及适宜的分散剂,可降低耐火浇注料的水用量,提高其流动性,从而改善浇注料的性能。
在耐火浇注料中,黏上超微粉和氧化物超微粉如sio2、A12O3等,在水中均能形成胶粒子,当有分散剂存在时,粒子表面形成双电层的重叠而产生静电斥力,即克服了质点间的范德华力,降低了界面能,防止了粒子之间的吸附絮凝:同时,粒子周围吸附了分散剂而形成溶媒层,因此也增大了浇注料的流动性,这也是超微粉作用机理之一,即掺加超微粉及适宜的分散剂,可降低耐火浇注料的水用量,提高其流动性,从而改善浇注料的性能。
在耐火浇注料中,掺加超微粉的作用是,增强了填充性,改善了施工性,从而使其流动性增大,体积密度提高,显气孔率降低。因此,耐火浇注料的强度有显著的提高,其他高温性能也有较大的改善。应当指出,超微粉的作用是与外加剂分不开的。只有选择合适的超微粉和外加剂品种,巧妙配伍,用量得当,才能发挥其最大的作用。
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