硅粉的應用

時間：2020-03-31作者：北京中德新亞建筑技術(shù)有限公司瀏覽：119

凝聚微硅粉

硅粉(Microsilica 或 Silica Fume)，也叫微硅粉，學名"硅灰"，又叫硅灰，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。

配合比

對于硅粉混凝土的配合比設(shè)計，主要是根據(jù)設(shè)計要求， 確定硅粉的摻入方法，硅粉的較佳摻量，減水劑的較優(yōu)摻量及砂石料調(diào)整，而其它則按普通混凝土設(shè)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) 硅粉的較佳摻量: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，應找出較優(yōu)摻量才能獲得較佳結(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，在確定硅粉的較佳摻量時，也要考慮技術(shù)經(jīng)濟指標。

c) 減水劑的較佳摻量: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)較多采用萘系高效減水劑，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*得多。而對于制備強度過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**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)展非常快。

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**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?wù)勊鼘炷恋目箖鲂?、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。

產(chǎn)品包裝和用量

包裝20kg/袋 摻量水泥用量的10%


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