微硅粉在高性能混凝土中的应用探讨

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1、微硅粉在高性能混凝土中的应用探讨微硅粉在高性能混凝土中的应用探讨一、微硅粉在我国的生产和在混凝土中应用的现状      我国对微硅粉的应用研究和回收利用起步较晚，大部分硅铁生产企业对微硅粉的回收不够重视，一些规模较大的企业尽管回收了微硅粉，但没有发现其中的价值，而且这些回收来的微硅粉二氧化硅含量大多数都不达标，尚属粗放型的工业副产品。近几年，由于国家对环保的重视，逐步加强了对污染企业的管理，特别是国内对高强混凝土需求的增加，许多铁合金生产企业配备了收尘设备，并开发、引进了加密技术。使得我国微硅粉产品得到迅猛发展。 我国微硅

2、粉主要应用于混凝土和耐火材料领域。微硅粉混凝土已应用在重要工程如建造高层大厦、抗冲刷磨损、抗渗漏等工程，早在1986年我国已将硅砂浆应用于葛洲坝水闸的修补和2000-3000m3蓄水池的防渗，三峡电站、二滩电站、紫坪铺电站、黄河小浪底电站、福建水口电站、青海龙羊峡电站等水利水电工程和上海杨浦大桥、香港青马跨海大桥、江苏连云港木材码头等工程的防渗及抗冲磨部位，以及用于高强度抗渗工程如上海黄埔江越江隧道工程，微硅粉混凝土还用于抗硫酸盐、氯酸盐、钢筋防锈和提高耐久性工程，如我国在沿海建造的水下采油平台等，目前随着我国高铁和核电项

3、目的快速发展，微硅粉也得到大力推广和使用，如京沪高铁 、沪宁高铁、福建闽清核电、广东台山核电等。   二、微硅粉的属性  1、概述 微硅粉（学名“硅灰”，Microsilica或SilicaFume），系在冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的硅蒸汽氧化后，经特别设计的收尘器收集得到的无定形、粉末状的二氧化硅（SiO2）。微硅粉平均粒径在0.15~0.20μm，比表面积为15000~20000m2/kg，具有极强的表面活性。近20年来，微硅粉在国内外建筑、化工、冶金等领域获得了广泛的应用。其中大量的微硅粉主要用于水泥或混凝

4、土掺合料，以改善水泥或混凝土的性能，配制具有超高强（C80以上）、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透、抗冻、早强的特种混凝土，用于大坝、大型水库、水电、海港码头、铁路桥梁、高速公路、飞机场跑道、隧道及超高层建筑等工程。  2、微硅粉的物理性质  （1）颜色：微硅粉是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品，主要成分是SiO2，一般微硅粉的颜色在浅灰和深灰之间，SiO2本身是无色的，其颜色主要取决于碳和氧化铁的含量，碳含量越高，颜色越暗；另外加密的硅粉要比自然硅粉颜色暗。  （2）粒径：微硅粉的平均粒

5、径为0.15~0.20μm左右，是水泥颗粒直径的1／100，所以硅粉能高度分散于混凝土中，填充在水泥颗粒之间而提高密实度，同时微硅粉具有很高的活性，能更快更全面的与水泥水化产生的氧氢化合物反应。 （3）比表面积：15000-20000m2/kg  （4）比重的密度：硅粉主要有两种供应形态，即原态微硅粉和增密微硅粉。  a、原态微硅粉，即通过收尘器直接收集得到的产品，松散容积约为150－300kg／m3，原态硅粉一般采用袋装运输，由于密度很小，长途运输效率较低，使用时多采用人工直接破袋将微硅粉倒人混凝土搅拌机，工作环境粉尘大

6、，工作效率低。 b、增密微硅粉，为解决原态微硅粉不宜长途运输及效率低的问题，开发出了提高微硅粉松散密实度的微硅增密技术。这种技术使原态微硅粉在压缩空气流的作用下，滚动聚集成小的颗粒团，从而将微硅粉的松散容积提高到350－700kg／m3，大大方便了使用，增密微硅粉小颗粒团的颗粒凝聚力较弱，在混凝土搅拌机中的搅拌过程非常容易散开，因此微硅粉颗粒能在骨料投料后投入搅拌机，以保证增密微硅颗粒团散开和良好的分散。  下表为微硅粉与水泥、矿渣、粉煤灰等的物理性能比较，由表可见，硅粉的比重约为水泥的2/3，但密度却只有水泥的1/6左右

7、。  项目硅粉水泥矿渣粉煤灰比重N/m321000315002900021000密度kg/m3200-300900-10001200-14001000-1200     比表面积m2/kg20000200-500 -200-600（5）颗粒形态与矿相结构：硅灰在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料，微小的球状体可以起到润滑的作用。  3、微硅粉的化学成分  微硅粉的化学成分

8、见下表，以TOPKEN®90系列微硅粉化学指标为例：  检验项目检测值标准要求SiO2（%）90.49≥85 K2O（%）1.35  Na2O（%）0.31  Fe2O3（%）0.67  CL-（%） ≤0.02PH（%）7.3三、硅粉在混凝土中的具体应用1、工作原理    　　    　　硅粉具有颗粒