硅粉（Microsilica 或 硅土 Fume），也叫微硅粉，學名“硅灰”，是工業(yè)電爐在高溫熔煉工業(yè)硅及硅鐵的過程中，隨廢氣逸出的煙塵經(jīng)特殊的捕集裝置收集處理而成。學名“硅灰”， Microsilica 或 Silica Fume，是工業(yè)電爐在高溫熔煉工業(yè)硅及硅鐵的過程中，隨廢氣逸出的煙塵經(jīng)特殊的捕集裝置收集處理而成。在逸出的煙塵中，SiO2含量約占煙塵總量的90%，顆粒度非常小，平均粒度幾乎是納米級別，故稱為硅粉。
研究
1985年水電部東勘院科研所和水電部第十工程局首次在四川漁子溪二級電站中試用了硅粉混凝土，在廠房混凝土中摻硅粉3 %～7 %，以提高早期強度，加快模板周轉(zhuǎn)，達到預期效果，另外，在引水隧洞噴射混凝土中，摻硅粉715 %，以減少混凝土的回彈量，南科院在撫順大伙房水庫工程、龍羊峽泄水建筑物和葛洲壩泄水閘修補等工程中都采用了硅粉混凝土，效果較好，水科院對硅粉混凝土的耐久性能及硅粉水泥藻類灌漿材料進行了一些研究，并在二灘水電站基礎固結(jié)灌漿中，潘家大壩溢流面修復工程、安康及四川秋達電站導流泄洪洞修補等工程中使用了硅粉混凝土，硅粉水泥灌漿。所有這些，說明硅粉混凝土作為一種高性能混凝土在工程中的應用日顯重要，所以對其性能特別是其強度與耐久性的研究也倍受關注。
配合比
對于硅粉混凝土的配合比設計，主要是根據(jù)設計要求，確定硅粉的摻入方法，硅粉的最佳摻量，減水劑的最優(yōu)摻量及砂石料調(diào)整，而其它則按普通混凝土設計方法進行。
a）硅粉的摻入方法：硅粉在混凝土中一般有兩種方法：一是內(nèi)摻，二是外摻，都要與減水劑配合使用。內(nèi)摻法往往用硅粉代替水泥，又分等量代替和部分等量代替兩種，等量代替為硅粉摻量代替相等的水泥，部分代替為1 kg 硅粉代替1～3 kg 水泥，作為研究一般摻量為5 %～30 % ，水灰比一般保持不變：而外摻法指的是硅粉像外加劑那樣摻在混凝土中，而水泥用量不減少，摻量一般為5 %～10 % ，一般外摻法而得的混凝土的力學性能要高得多，但增加了混凝土中膠凝材料用量。
b）硅粉的最佳摻量：硅粉在混凝土中摻量太少，對混凝土性能改善不大，但是摻量太多，則混凝土太粘，不易施工，且干縮變形大，抗凍性差，因此，摻硅粉時，應找出最優(yōu)摻量才能獲得最佳結(jié)果。一般情況下，摻量在10%以內(nèi)效果較為滿意。硅粉的合適摻量一般根據(jù)所用硅粉，水泥種類和骨料性質(zhì)，選擇幾個硅粉摻量，如3、5、7、10%等，成型混凝土試件，繪制R－SF（強度－硅粉摻量）曲線確定。值得注意的是硅粉價格較高，在確定硅粉的最佳摻量時，也要考慮技術(shù)經(jīng)濟指標。
c）減水劑的最佳摻量：在混凝土中使用硅粉，如不摻減水劑，想保持相同的流動度，則必然要增加用水量、水灰比增加，摻硅粉的混凝土強度也上不去，這也是過去硅粉在混凝土中未推廣使用的原因。硅粉與減水劑聯(lián)合使用摻用硅粉水灰比不變，即用水量不增加，也能達到與未摻硅粉的混凝土具有相同的流動度且硅粉混凝土強度等性能得到大幅度提高，一般國內(nèi)較多采用系高效減水劑，如建1、H、DH3、FDN、NF、N2B 等，其摻量一般為膠材用量的1 %以內(nèi)，有時為了減小水灰比，拌制超高強混凝土，減水劑摻量達2 %～ 3 %。
d）砂石料用量調(diào)整：內(nèi)摻硅粉一般對砂石用量不必調(diào)整。外摻硅粉要扣掉與硅粉體積相等的砂石體積。
強度影響
盡管應用純水泥可以制成抗壓強度高達100 MPa 的HPC ，但當使用硅粉時將容易得多。而對于制備強度超過100 MPa 的混凝土，硅粉的使用幾乎不可缺少。硅粉在混凝土中同時起填充材料和火山灰材料使用。使用硅粉后，大大降低了水化漿體中的孔隙尺寸，改善了孔隙尺寸分布，于是使強度提高，滲透性降低。例如，研究結(jié)果表明（CEB2FIP1988） ，為獲得70 MPa 的混凝土強度，應用純水泥需要水膠比0.35 ，而當加8 %的硅粉時，水膠比可以為0.50。由于硅粉顆粒非常細，它們可以在很早的幾個小時內(nèi)發(fā)生火山灰反應。根據(jù)Carette 和Malhotra 1992）的報導，硅粉對混凝土強度的貢獻主要在28d 之前。所以，就長期強度增長方面，一般認為硅粉混凝土不如純水泥混凝土或粉煤灰混凝土。Almad （1994）引用的硅粉對NSC 強度發(fā)展的試驗結(jié)果表明，硅粉摻量增加使得早期相對強度發(fā)展降低，Sandvik 1992 在65 MPa 的混凝土中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象。
然而，盡管在相同的水膠比下硅粉混凝土的早期相對強度發(fā)展比純水泥混凝土的慢，由于加入硅粉使得強度大大提高，硅粉混凝土的絕對強度則比純水泥混凝土的高。另一方面，經(jīng)驗表明，HPC 的早期強度發(fā)展比NSC 的快，雖然HPC的凝結(jié)時間可能稍有推遲，其凝結(jié)之后的水化作用會由于高效減水劑和硅粉大大加快。其結(jié)果通常是凝結(jié)之后強度發(fā)展非?？臁?/p>
對于某些空氣中干燥或養(yǎng)護的很低水膠比的硅粉混凝土試件，有抗壓強度倒縮的報導（De Larrard 和Aiticin 1993） 。這種強度降低通常發(fā)生在90 d 齡期之后，一般認為是由內(nèi)部自干燥及干燥裂縫引起的。然而，許多其他研究人員的試驗室及現(xiàn)場研究表明，HPC 的后期強度沒有降低。例如，從6 種不同的HPC 中取得的3 個月至3 年齡期的所有鉆芯試樣試驗結(jié)果表明，其強度在不斷增長。當然，與NSC 比較， HPC 的長期強度增長潛力較小。
耐久影響
混凝土的耐久性包括了混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗化學侵蝕性，抗鋼筋侵蝕能力和抗沖磨性能，在此僅談談它對混凝土的抗凍性、抗?jié)B性及抗化學侵蝕性的影響。
a）抗凍性：當硅粉摻量少時，硅粉混凝土的抗凍性與普通混凝土基本相同，當硅粉摻量超過15 %時，它的抗凍性較差。通過大量的試驗，這種觀點基本上被證實了，主要原因是當硅粉超過15 %時，混凝土膨脹量增大，相對動彈性模數(shù)降低，抗壓強度急劇下降，從混凝土內(nèi)部方面特征看，比表面積小，間距系數(shù)大。
b）抗?jié)B性：由于硅粉顆粒小，比水泥顆粒小20～100 倍，可以充填到水泥顆粒中間的空隙中，使混凝土密實，同時硅粉的二次水化作用，新的生成物堵塞混凝土中滲透通道，故硅粉混凝土的抗?jié)B能力很強，混凝土的滲透性隨水膠比的增加而增大，這是因為水灰比混凝土的密實性相對差些。
c）抗化學侵蝕性：在混凝土中摻入硅粉，能減少Ca （OH） 2 含量，增加混凝土密實性，有效提高弱酸腐蝕能力，但在強酸或高深度的弱酸中不行，因混凝土中的CSH 在酸中分解，另外，它還能抗鹽類腐蝕，尤其是對氯鹽及硫酸鹽類，它之所以能抗酸鹽侵蝕，原因是硅粉混凝土較密實，孔結(jié)構(gòu)得到改善，從而減少了有害離子傳遞速度及減少了可溶性的Ca （OH） 2 和鈣礬石（3CaO·Al2O3·3CaSO4 ·32H2 ）的生成，而增加了水化硅酸鈣晶體的結(jié)果。
細度規(guī)格
國內(nèi)、國際市場上所需硅粉的細度規(guī)格如下：
規(guī)格（2mm-10mm）篩余量（重量）
500um-180um（30目-80目） +500um≤3% -180um≤10%
425um-150um（40目-100目） +425um≤5% -150um≤15%
250um-140um（60目-110目） +250um≤3% -140um≤10%
125um-74um（120目-200目） +125um≤3% -74um≤10%
-74um（-200目） +74um≤5%
-45um（325目） +45um≤5%
5um-1um（2500目-12500目） +5um≤5%
由于金屬硅是一種質(zhì)硬易碎的物料，在粉磨過程中篩余物不能有效的控制，過粉磨現(xiàn)象嚴重，造成產(chǎn)品浪費大，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品粒徑不達標，致使產(chǎn)品沒有競爭力。
生產(chǎn)工藝
以硅塊為原料制取硅粉的方法很多。其中效果較好、應用較多的是雷蒙法，對法、盤磨法和沖旋法。所用設備相應是雷蒙法、對輥機、盤磨機（也稱立磨）和沖旋法。就制粉原理看，前三種是擠壓粉碎，后一種是沖擊粉碎，就其結(jié)構(gòu)看，相異很大，各有特色，各有優(yōu)缺點。
產(chǎn)品辨析
硅粉是一種高效的活性摻合料，能夠顯著提高混凝土的強度、抗?jié)B性，抗凍性和耐久性。硅粉混凝土的特性得到人們的重視，硅粉混凝土被廣泛應用到水利水電工程、建筑工程、公路工程和橋梁工程等。
硅微粉
1 硅微粉性能及用途
硅微粉是用二氧化硅(SiO)又稱石英的材料經(jīng)過破碎、提純、研磨、分級等工藝精細加工而成，其純度高、色澤白、顆粒級配合理，有著獨特的性能和廣泛的用途。
1. 1 硅微粉性能
(1)具有良好的絕緣性：由于硅微粉純度高，雜質(zhì)含量低，性能穩(wěn)定，電絕緣性能優(yōu)異，使固化物具有良好的絕緣性能和抗電弧性能。
(2)能降低ep固化反應的放熱峰值溫度，降低固化物的線膨脹系數(shù)和收縮率，從而消除固化物的內(nèi)應力，防止開裂。
(3)硅微粉不易與其他物質(zhì)反應，與大部分酸、堿不起化學反應，其顆粒均勻覆蓋在物件表面，具有較強的抗腐蝕能力。
(4)顆粒級配合理，使用時能減少和消除沉淀、分層現(xiàn)象；可使固化物的抗拉、抗壓強度增強，耐磨性能提高，并能增大固化物的導熱系數(shù)，增加阻燃性能。
(5)經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的硅微粉，對各類沒藥樹有良好的浸潤性，吸附性能好，易混合，無結(jié)團現(xiàn)象。
(6)硅微粉作為填充料，加進有機樹脂中，不但提高了固化物的各項性能，同時也降低了產(chǎn)品成本。
1.2 幾種主要用途硅微粉的物理化學指標
1.2.1 電子及電器工業(yè)用硅微粉
電子及電器工業(yè)用硅微粉(SJ/T10675－2002)產(chǎn)品分類及代號：用于電工行業(yè)有普通硅微粉(PG)、普通活性硅微粉(PGH)、電工級硅微粉(DG)、電工級活性硅微粉(DGH)。用于電子行業(yè)有電子級結(jié)晶型硅微粉(JG)、電子級結(jié)晶型活性硅微粉(JGH)、電子級熔融型硅微粉(RG)、電子級熔融型活性硅微粉(RGH)。產(chǎn)品規(guī)格為產(chǎn)品網(wǎng)目數(shù)，分為300、400、600、1000目。
參考資料 >
硅微粉的性能和不同應用領域的指標要求.中國粉體技術(shù)網(wǎng).2018-08-11