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硅粉混凝土加入的重要意义

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硅粉混凝土加入的重要意义

发布日期:2018-10-22 作者: 点击:

  微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰,英文为Microsilica or Silica fume。是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物,整个过程需要用除尘环保设备进行回收,因为质量比较轻,还需要用加密设备进行加密。

   由于硅粉中细度小于1μm的占80%以上,平均粒径在0.1~0.3μm,比表面积为:20~28m2/g。其细度和比表面积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。

  尽管用纯水泥可以制成抗压强度高达100 MPa 的HPC ,但当使用硅粉时将容易得多。而对于制备强度超过100 MPa 的混凝土,硅粉的使用几乎不可缺少。硅粉在混凝土中同时起填充材料和火山灰材料使用。使用硅粉后,大大降低了水化浆体中的孔隙尺寸,改善了孔隙尺寸分布,于是使强度提高,渗透性降低。例如,研究结果表明(CEB2FIP1988) , 为获得70 MPa 的混凝土强度,应用纯水泥需要水胶比0.35 , 而当加8 %的硅粉时,水胶比可以为0.50。由于硅粉颗粒非常细,它们可以在很早的几个小时内发生火山灰反应。根据Carette 和Malhotra 1992) 的报导,硅粉对混凝土强度的贡献主要在28d 之前。所以,就长期强度增长方面,一般认为硅粉混凝土不如纯水泥混凝土或粉煤灰混凝土。Almad (1994) 引用的硅粉对NSC 强度发展的试验结果表明,硅粉掺量增加使得早期相对强度发展降低,Sandvik 1992 在65 MPa 的混凝土中也发现了这种现象。

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  然而,对于某些空气中干燥或养护的很低水胶比的硅粉混凝土试件,有抗压强度倒缩的报导(De Larrard 和Aiticin 1993) 。这种强度降低通常发生在90 d 龄期之后,一般认为是由内部自干燥及干燥裂缝引起的。然而,许多其他研究人员的试验室及现场研究表明,HPC 的后期强度没有降低。例如,从6 种不同的HPC 中取得的3 个月至3 年龄期的所有钻芯试样试验结果表明,其强度在不断增长。当然,与NSC 比较, HPC 的长期强度增长潜力较小微硅粉。

 因此,混凝土用微硅粉的掺入提高了HPC中水泥净浆与骨料的粘结强度,消除了混凝土中不同复合组分的“弱连接”问题,使HPC具有复合材料的特性。骨粒颗粒在HPC中起着增强作用,而不仅仅是惰性的填充物。微硅粉对水泥净浆(无骨料)的强度提高影响不是很大,但却能使相同水胶比的混凝土的强度明显高于其基体(净浆)的强度。


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