將硅鐵合金冶煉過程中排出的粉塵——微硅灰摻入到混凝土中,運用于公路工程施工實例較少,2005年濱州市公路局首次把水泥混凝土中參加微硅粉運用到工程實踐中,取得了良好的效果。下面我就水泥混凝土中摻加微硅粉施工的一些心得做一下簡要敘述。
微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰,也有人叫硅粉,是硅鐵或金屬硅生產(chǎn)過程中由礦熱爐中的高純石英、焦炭和木屑還原產(chǎn)生的副產(chǎn)品,主要成分是SiO2,一般微硅粉的顏色在淺灰和深灰之間,SiO2本身是無色的,其顏色主要取決于碳和氧化鐵的含量,碳含量越高,顏色越暗,另外加密的硅粉要比自然硅粉顏色暗。硅粉的粒徑都小于1um,平均粒徑為0.1um左右,是水泥顆粒直徑的1/100,所以硅粉能高度分散于混凝土中,填充在水泥顆粒之間而提高密實度,同時微硅粉具有很高的活性,能更快更全面的與水泥水化產(chǎn)生的氧氫化合物反應。
一、應用歷史
微硅粉在混凝土中的應用研究可追溯到上世紀四十年代的挪威。七十年代末,北歐和北美對于微硅粉在混凝土中的應用研究也取得了長足的進步,八十年代初,中國對微硅粉混凝土作了大量的研究工作,并在水利工程中有較多應用,取得了良好的效果。水利部還頒布了“水工混凝土硅粉品質標準暫行規(guī)定”。另外,微硅粉在混凝土中應用的同時,受到技術進步和社會經(jīng)濟因素的有力促進,混凝土的耐久性越來越受重視。
實踐表明:普通混凝土工程在惡劣的環(huán)境中可能短時間內受到嚴重損壞,從而威脅工程質量大大降低工程的使用壽命。而采用水泥、硅粉和粉煤灰及減水劑配制出滿足各方面要求的高性能混凝土,成功應用于各工程中,混凝土性能顯著改善,將混凝土施工的靈活、快速和經(jīng)濟的優(yōu)點提高到一個新的水平。
二、工作原理
運用于混凝土中填充顆??障?,提高體積密度和降低孔隙率。同時微硅粉在混凝土中具有火山灰反應,微硅粉水化形成的富硅凝膠,強度高于Ca(OH)2晶體,與水泥水化凝膠C-S-H共同工作。
三、硅粉的種類及應用標準
硅粉主要以二種形式供應,即原態(tài)微硅粉和增密硅粉。
1、原態(tài)微硅粉,即通過收塵器直接收集得到的產(chǎn)品,松散容積約為150-200kg/m³,原態(tài)硅粉一般采用袋裝運輸,由于密度很小,長途運輸效率較低,使用時多采用人工直接破袋將微硅粉倒人混凝土攪拌機,工作環(huán)境粉塵大,工作效率低。
2、增密微硅粉,為解決原態(tài)微硅粉不宜長途運輸及效率低的問題,開發(fā)出了提高微硅粉松散密實度的“微硅增密技術”。這種技術使原態(tài)微硅粉在壓縮空氣流的作用下,滾動聚集成小的顆粒團,從而將微硅粉的松散容積提高到 500-700 kg/m³,大大方便了使用,增密微硅粉小顆料團的顆粒凝聚力較弱,在混凝土攪拌機中的攪拌過程非常容易散開,因此微硅粉顆粒能在骨料投料后投入攪拌機,以保證增密微硅顆粒團散開和良好的分散。
3、微硅粉的質量標準
SiO2含量越高,微硅粉的性能越高,其他非SiO2雜質含量就低。微硅粉含量>85%,微硅粉的碳在混凝土中含吸附部分引氣劑,故,燒失量<=7%(控制碳和含水量)再次是微硅粉的細度要控制在45 um,顆粒大的,篩分量在10%以下。 以前有的學者專家曾計算:以15%的微硅粉取代水泥,則在混凝土中水泥顆粒與微硅粉顆粒數(shù)量的比例為1:2000000,由此可知微硅粉是一種超細粉末物質,其之所以提高混凝土的強度,關鍵在于提高了水泥漿體與骨料之間的粘結強度,能降低淡水,防止水分在骨料下表面聚集,從而提高界面過渡區(qū)的密實度和減小界面過渡區(qū)的厚度。微硅粉的粒徑比水泥顆粒要小100倍,填充于水泥顆粒的空隙之間,其效果如同水泥顆料填充在骨料之間一樣,增加混凝土的密實度。然而微硅粉在這些作用的前提條件之一,就是良好的分散于混凝土中。
微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰,也有人叫硅粉,是硅鐵或金屬硅生產(chǎn)過程中由礦熱爐中的高純石英、焦炭和木屑還原產(chǎn)生的副產(chǎn)品,主要成分是SiO2,一般微硅粉的顏色在淺灰和深灰之間,SiO2本身是無色的,其顏色主要取決于碳和氧化鐵的含量,碳含量越高,顏色越暗,另外加密的硅粉要比自然硅粉顏色暗。硅粉的粒徑都小于1um,平均粒徑為0.1um左右,是水泥顆粒直徑的1/100,所以硅粉能高度分散于混凝土中,填充在水泥顆粒之間而提高密實度,同時微硅粉具有很高的活性,能更快更全面的與水泥水化產(chǎn)生的氧氫化合物反應。
一、應用歷史
微硅粉在混凝土中的應用研究可追溯到上世紀四十年代的挪威。七十年代末,北歐和北美對于微硅粉在混凝土中的應用研究也取得了長足的進步,八十年代初,中國對微硅粉混凝土作了大量的研究工作,并在水利工程中有較多應用,取得了良好的效果。水利部還頒布了“水工混凝土硅粉品質標準暫行規(guī)定”。另外,微硅粉在混凝土中應用的同時,受到技術進步和社會經(jīng)濟因素的有力促進,混凝土的耐久性越來越受重視。
實踐表明:普通混凝土工程在惡劣的環(huán)境中可能短時間內受到嚴重損壞,從而威脅工程質量大大降低工程的使用壽命。而采用水泥、硅粉和粉煤灰及減水劑配制出滿足各方面要求的高性能混凝土,成功應用于各工程中,混凝土性能顯著改善,將混凝土施工的靈活、快速和經(jīng)濟的優(yōu)點提高到一個新的水平。
二、工作原理
運用于混凝土中填充顆??障?,提高體積密度和降低孔隙率。同時微硅粉在混凝土中具有火山灰反應,微硅粉水化形成的富硅凝膠,強度高于Ca(OH)2晶體,與水泥水化凝膠C-S-H共同工作。
三、硅粉的種類及應用標準
硅粉主要以二種形式供應,即原態(tài)微硅粉和增密硅粉。
1、原態(tài)微硅粉,即通過收塵器直接收集得到的產(chǎn)品,松散容積約為150-200kg/m³,原態(tài)硅粉一般采用袋裝運輸,由于密度很小,長途運輸效率較低,使用時多采用人工直接破袋將微硅粉倒人混凝土攪拌機,工作環(huán)境粉塵大,工作效率低。
2、增密微硅粉,為解決原態(tài)微硅粉不宜長途運輸及效率低的問題,開發(fā)出了提高微硅粉松散密實度的“微硅增密技術”。這種技術使原態(tài)微硅粉在壓縮空氣流的作用下,滾動聚集成小的顆粒團,從而將微硅粉的松散容積提高到 500-700 kg/m³,大大方便了使用,增密微硅粉小顆料團的顆粒凝聚力較弱,在混凝土攪拌機中的攪拌過程非常容易散開,因此微硅粉顆粒能在骨料投料后投入攪拌機,以保證增密微硅顆粒團散開和良好的分散。
3、微硅粉的質量標準
SiO2含量越高,微硅粉的性能越高,其他非SiO2雜質含量就低。微硅粉含量>85%,微硅粉的碳在混凝土中含吸附部分引氣劑,故,燒失量<=7%(控制碳和含水量)再次是微硅粉的細度要控制在45 um,顆粒大的,篩分量在10%以下。 以前有的學者專家曾計算:以15%的微硅粉取代水泥,則在混凝土中水泥顆粒與微硅粉顆粒數(shù)量的比例為1:2000000,由此可知微硅粉是一種超細粉末物質,其之所以提高混凝土的強度,關鍵在于提高了水泥漿體與骨料之間的粘結強度,能降低淡水,防止水分在骨料下表面聚集,從而提高界面過渡區(qū)的密實度和減小界面過渡區(qū)的厚度。微硅粉的粒徑比水泥顆粒要小100倍,填充于水泥顆粒的空隙之間,其效果如同水泥顆料填充在骨料之間一樣,增加混凝土的密實度。然而微硅粉在這些作用的前提條件之一,就是良好的分散于混凝土中。

