硅粉在混凝土中的应用

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1、一、硅粉在混凝土中的应用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，在冶炼中发生复杂的反应。其中，石英石与碳在1750℃时，还原反应产生不稳定的一氧化碳，在温度高于2160℃时，SiO含气化送出，遇到低于1100℃空气时与氧反应，生成SiO2，冷却后形成高细度颗粒，经收尘器过滤收集即是硅粉。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。硅粉的粒径都小于1um，平均粒径为0．1um左

2、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。    在混凝土中掺加少量微硅粉，结合高效减水剂混凝土各方面物理力学性能都能得到改善，例如显著减少混凝土的离析和泌水，有效提高混凝土的泵送性能，显著提高混凝土的早期和后期强度，降低氯离子的渗透能力，有效提高混凝土的抗化学腐蚀和耐磨性能，在水下施工保持混凝土不分离。简而言之，硅粉已大量用于高耐久、高强混凝土中。    实际上，微硅粉在混凝土中的应用研究可

3、追溯到上世纪四十年代的挪威。七十年代末，北欧和北美对于微硅粉在混凝土中的应用研究也取得了长足的进步，八十年代初，中国对微硅粉混凝土作了大量的研究工作，并在水利工程中有较多应用，取得了良好的效果。水利部还颁布了"水工混凝土硅粉品质标准暂行规定"。另外，微硅粉在混凝土中应用的同时，受到技术进步和社会经济因素的有力促进，混凝土的耐久性越来越受重视。    实践表明：普通混凝土工程在恶劣的环境中可能短时间内受到严重损坏，从而威胁工程质量大大降低工程的使用寿命。而采用水泥、硅粉和粉煤灰及减水剂配制出满足各方面要求的高性能混凝

4、土，成功应用于各工程中，大大促进喷射混凝土工艺技术的进步，喷射回弹时大幅降低，施工效率成倍增加，混凝土性能显著改善，将混凝土施工的灵活、快速和经济的优点提高到一个新的水平。    硅粉主要以二种形式供应，即原态微硅粉和增密硅粉。1、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150－200kg／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，工作效率低。    2、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

5、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 500－700 kg／m3，大大方便了使用，增密微硅粉小颗料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。    3、微硅粉的质量标准    SiO2含量越高，微硅粉的性能越高，其他非SiO2杂质含量就低。微硅粉含量＞85%，微硅粉的碳在混凝土中含吸附部分引气剂，故，烧失量<=7％（控制

6、碳和含水量）再次是微硅粉的细度要控制在45 um，颗粒大的，筛分量在10％以下。    以前有的学者专家曾计算：以15％的微硅粉取代水泥，则在混凝土中水泥颗粒与微硅粉颗粒数量的比例为1：2000000，由此可知微硅粉是一种超细粉末物质，其之所以提高混凝土的强度，关键在于提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度，能降低淡水，防止水分在骨料下表面聚集，从而提高界面过渡区的密实度和减小界面过渡区的厚度。    微硅粉的粒径比水泥颗粒要小100倍，填充于水泥颗粒的空隙之间，其效果如同水泥颗料填充在骨料之间一样，增加混凝土的密实度

7、。然而微硅粉在这些作用的前提条件之一，就是良好的分散于混凝土中。    水泥浆与骨料的界面过渡区的厚度约为5um，是混凝土中的薄弱环节，而加入微硅粉的砂浆中，骨料界面过渡区则与伊浆的显微结构相似，密实匀质。微硅粉对硬化混凝土性能的的改善，主要被归结为对界面结构与组成的改良，净浆与骨料粘结强度的提高，从而消除了混凝土中不同复合组份的"弱连接"问题，使混凝士具有复合材料的特性，即骨料颗粒在混凝土中起着增强作用，而不仅仅是惰性的填充物。在混凝土中添加硅粉能使混凝土更好的提高抗渗透性能，有效的提高抗化学腐蚀。但也有一缺点，

8、就是加入硅粉的混凝土，养生期内容易吸水，必须及时保水，以防止干裂。    以上主要介绍添加微硅粉混凝土的性能，在今后的生产建设中，有更多的行业或领域会涉及到微硅粉。目前，耐火材料中也大批量的应用，在这里就不作更多的介绍。二、硅粉在混凝土中的应用微硅粉掺入水泥混凝土后能很好地填充于水泥颗粒空隙之中，使浆体更微密，另外它还与游离的Ca(OH)结合，形成稳定的硅酸