硅粉在混凝土中的应用探讨

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1、2002年第1期〔总第147期)混凝土全国建筑科学核心期刊Number1in2002(ToralNo.147)ConcreteChinaBuildingScienceCorePeriodical--一--于一-.一__硅粉在混凝土中的应用探讨杨坪，彭振斌〔中南大学资源环境与建筑工程学院，湖南长沙410083)[摘要〕作者分析了硅粉在混凝土中的作用机理，以及硅粉对混凝土物理、刀学性能的影响，从而指出在混凝土中掺入适量的硅粉，是一种所需投资较少丑有明显效果的方法，并可带来良好的P.境效益和社会效益。[关键词1硅粉;混凝土;物理性能;力学性能[中

2、图分类号]TU528.04[文献标识码lA[文章编号]1002一3550(2002)01一0011一04硅粉具有极强的火山灰性能。其作用机理是当把1概况硅粉掺人混凝土中后，硅粉和水接触，部分小颗粒迅速自从1982年挪威技术研究院对硅粉混凝土的性溶解，溶液中富Si仇贫。的凝胶在硅粉粒子表面形能首次进行了综合研究以来，人们对硅粉进行了不断成附着层，经过一定时间后，富Siq和贫ca凝胶附着的研究，由于硅粉具有与硅酸盐水泥独特的互补性能，层开始溶解和水泥水化产生的Ca(0H)2反应生成现在已被确定为一种新型的辅助胶结材料而被广泛研C-5-H凝胶。究

3、和应用。表1国别sic),含量细度火山灰2硅粉的特性和作用机理比表面积湿筛余量活性指数/%/(衬/z)(45,.)/%/%2.1硅粉的特性中国芬85李15成10>90硅粉是硅铁和硅金属生产中的工业尘埃，它是在美国姿70《10>75冶炼硅、铁合金时由电弧沪中高纯度石英与焦碳发生加拿大)85蕊10>85还原反应而生成的。挪威姿85硅粉具有以下特性:(1)硅粉是一种非常细的粉末，主要成分是颗粒极火山灰反应的结果是改变了浆体的孔结构，使大细((0.lpm-0.2Pm)的无定型的二氧化硅。它的平均孔(大于0.lpm)减少，小孔(小于0.05um)增加

4、，使孔粒径比水泥小100倍，比表面积约为15m2/g-20澎/径变细，还将浆体中Ca(OH)2减少，结晶细化。并使g;其定向程度变弱，细颗粒的硅粉，填充在水泥颗粒空隙(2)因为硅是从蒸气冷凝而得，故其粉末具有非常间，也使浆体更密实。完美的球状形态;此外，由于火山灰的反应和减少泌水，界面处浆体(3)这种粉末含有85%-95%以上玻璃态的活性密实，Ca(OH)2晶体细化，定向程度减弱，致使过渡区二氧化硅;变薄，增加浆体与骨料界面的粘结，从而改变界面过渡(4)硅粉的t匕重为2.2g/Cm3一2.5g/Cm3，松散容区分布形态。重为200kg/m3

5、一300kg/m'.3硅粉对混凝土物理性能的影响硅粉掺人混凝土后，对新拌和硬化混凝土的作用与上述几个特性有关。掺入硅粉，可以改变混凝土的一些重要物理性能硅粉的主要品质指标是它的Siq含量和细度。指标，可以满足某些特殊性的要求。siq含量越高、细度越细，其对混凝土的改性效果也3.1影响混凝土用水且越好。因各国的试验方法不同，其对硅粉主要品质指硅粉颗粒可以填充相对较大的水泥颗粒的孔隙，标的规定也不一样，表1列出了几个国家对硅粉主要减少孔隙的体积，但硅粉很大的比表面积对和易性的品质指标的规定。影响更大。因此，一般用水量要随硅粉掺量的增加而2.2硅

6、粉在混凝土中的作用机理增加。1收稿日期12001一12一2411万方数据但为了保持流动度不变，在掺入硅粉的同时，般4硅粉对混凝土力学性能的影响都要加入高效减水剂或超塑化剂。3.2改善和易性4.1提高粘结性能在混凝土水胶比【W/(C+SF)〕比较低的情况下，由于混凝土内部的泌水会使某些自由水积聚在钢加入硅粉要增加粘聚性。为了得到与不掺硅粉的混凝筋和骨料下面，从而降低了水泥浆与钢筋和骨料界面土相同的和易性，一般要增加50mm坍落度，但在水泥的粘结，加入硅粉可以大大减少新鲜混凝土内部的泌用量低于300kg/m3情况下，加人硅粉可以改善它的水，从而

7、减少界面水分的积聚，改善界面粘结性能。粘聚性。4.2增加抗压强度3.3减少泌水里由于硅粉的加入产生了火山灰反应和微填料作因为硅粉的比表面积非常高，在新鲜混凝土中的用，使水泥浆与骨料界面过渡区改善，并使孔结构细化许多自由水都被硅粉粒子所约束，可以大大减少泌水都引起强度增加。但由于用水量增加要抵消一部分强量。度增长。掺入硅粉后，对混凝土的强度提高程度可用效率指数来衡量。所谓效率指数是指当用硅粉取代水3.4减少离析掺入硅粉可改善混凝土的离析性能。当坍落度较泥时，1份硅粉对混凝土强度的贡献可能相当于2-5大，振捣时间比较长的时候，硅粉混凝土也不易离

8、析。倍水泥所能产生的强度，这个倍数称为硅粉的效率指数。随着硅粉掺量的增加，其效率指数逐渐降低，当硅3.5塑性收缩粉掺量超过20%时，其效率指数显著降低，超过30%混凝土的塑性收缩