微硅粉常会用来掺在混凝土中使用,掺用方法应为多代水泥法和等代水泥法,掺量是根据其水化反应速度、发热量、工作性、强度等由试验确定,一般宜为3%-10%的水泥用量,称量要准确,允许误差不能超过1%。常用于公路工程的微硅粉可等量取代或多代替水泥。在配制高强高性能混凝土时,宜与粉煤灰、磨细矿渣粉共掺,同时需适当加工高效减水剂、保塑剂或缓凝剂的用量。由于微硅粉是生产硅铁和工业硅的副产品,共生产条件相似,所以各国微硅粉的物理性质和化学成分相似。微硅粉呈灰白色,按含碳量多少,微硅粉颜色深浅略有不同,白度40-50,微硅粉与水泥混合后呈灰黑色,拌成混凝土后星青灰色。
微硅粉的密度约为水泥的2/3,但堆积密度却只有水泥的1/6左右。硅石在高温熔炼过程中,产生大量挥发性很强的SiO2和Si气体,与空气迅速氧化并冷凝,产生大量徽硅粉,它是一种超微固体物质,主要化学成分是SiO2,含可达85%-98%,其他有C、Fe2O3、Al2O3、CaO、K2O、Na2O、MgO、等组成。高性能混凝土是指高强度、高工作性和高耐久性的混凝土。HPC所用的材料与普通棍凝土并无本质的区别。HPC使用的矿物掺合料一般为硅灰、粉煤灰或磨细矿遭。硅酸盐水泥十高效减水剂或塑化别十硅灰的方法,已成为国际上研制HPC的基本技术途径。都知道硅灰对HPC有增强作用,而在增强机理方面探讨得还不多。
下面将从硅灰对HPC的增强机理作进一步分析。
硅灰的特性:
硅灰又称凝聚硅或硅粉,是硅铁或金属硅在生产过程中由电弧炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品。
硅灰颜色在浅灰色与深灰色之间,密度2.2g/立方厘米左右,比水泥(3.1g/立方厘米)轻,与粉煤灰相似,堆积密度一般在200-350kg/立方米。
硅灰颗粒非常微小,大多数颗粒的粒径小于1.0μm,平均粒径0.1μm左右,仅是水泥颗粒直径1/100。硅灰比表面积介于1500-2500㎡/kg。
硅灰的物理性质,决定了硅灰的微小颗粒具有高度的分散性,可以充分地填充在水化水泥颗粒之间,提高浆体硬化后的密实度。 微硅粉的比衷面积非常大,颗粒表面湿崩需要大最水分,使得新拌混凝上的大鱼自由水被微硅粉位子所约束,混凝土内部很难有多余的水分滋出;另一方面,微硅粉微粒堵塞了新拌混凝土的毛细孔。所以,在混凝土中渗入微硅粉,混凝土的钻聚性和保水性提高.但流动度大大降低,且流动度降低值一般随着硅粉用造的增加而增大。
掺入微硅粉使硅酸盐水泥的标准稠度用水量明显增大。有研究认为保待流动性不变;每立方米混凝土中每加入1kg微硅粉,需要增加1kg用水量。因此,为了保证微硅粉混凝土的强度和必需的流动性,在混凝土中掺入微硅粉的同时,必须揍加高效减水剂。一般国内多用萘系高效减水剂,掺量在1%左右。高强混凝土生产中,为降低水灰比,有时减水剂掺摄达到2%-3%。