硅微粉的作用機(jī)理較復(fù)雜，一般認(rèn)為是填充作用和凝聚結(jié)合的共同作用，傳統(tǒng)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、但還是有眾多的孔隙被過量的水填滿。水排除后。留下許多孔隙：當(dāng)采用硅微粉后，這些孔隙就被硅微粉填充，極少量的微孔被水 填滿。這樣。耐火澆注料的拌和水量降低。成型體中的水排除后。留下的孔隙也較少。也就是說。加入硅微粉可降低拌和用水量，同時(shí)能提高體積密度和降低顯氣孔率。
SiO微粉的低溫結(jié)合機(jī)理SiO，微粉在水化后。表面形成了類似硅膠結(jié)構(gòu)的Si—OH鍵。烘干 過程中。大量的Si—OH鍵脫水聚合成由Si-0-Si鍵結(jié)合牢固的微粉長鏈。隨后進(jìn)一步形成網(wǎng)絡(luò)狀Si-0-Si鍵結(jié)合的結(jié)構(gòu)這是由于其表面羥基較多的緣故。該結(jié)構(gòu)是硅灰低溫下具有高強(qiáng)度 的來源。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一直保持到2500℃也無變化。
SiO2微粉應(yīng)用于澆注料主要有兩種：一種是高純硅石制成的，另一種是生產(chǎn)金屬硅或硅鐵的副產(chǎn)品，這兩種產(chǎn)品均為無定形的非晶質(zhì)材料。前者呈顆粒狀無活性：后者呈中空球狀，有活性，不團(tuán)聚，填充性好。摻入澆注料凝結(jié)后，SiO2表面形成硅醇基，經(jīng)干燥脫水架橋，形成硅氧烷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，溫度升高不易斷裂，提高了中溫強(qiáng)度，而且高溫下與AL2O3生產(chǎn)莫來石，也有利于材料強(qiáng)度的提高。因此，硅微粉在低水泥、超低水泥及無水泥澆注料中得到廣泛應(yīng)用。
SiO2與適當(dāng)?shù)姆稚┕餐褂茫尤霛沧⒘现校捎诠栉⒎凼蔷哂忻黠@球形的粒子，很容易進(jìn)入澆注料微小的空隙，加之粒徑又小，所有不僅減水效果良好，而且提高了耐火澆注料的致密程度，使其在烘干后留下的空隙減少，氣孔率降低，從而提高了強(qiáng)度和高溫使用性能。同時(shí)，活性硅微粉在水中形成了膠體，膠體粒子在周圍吸附了分散劑形成溶媒層，從而增大了澆注料的流動性，改善了其成型性能。此外，由于硅微粉的顆粒細(xì)小、表面自由能大、晶格缺陷多、活性大、在中、高溫下較易發(fā)生固相燒結(jié)反應(yīng)和與高鋁質(zhì)耐火材料中AL2O3發(fā)生莫來石化反應(yīng)，從而提高了低水泥耐火澆注料的燒后強(qiáng)度和高溫性能。