·微硅粉并不适用于全部场合。拟定混凝土技术央求的人员有必要仔细分析特定的运用场合,并招认运用微硅粉能够得到预期的效果。
·微硅粉有必要运用在合适构成(协作比) 的混凝土中,应为低水胶比(w/ cm) 和含高效减水剂混凝土。前期的研讨发现,选用微硅粉的混凝土协作比中,水胶比为0.6 或更高,不合理。
·微硅粉与其它辅佐胶凝材料的组合运用正在添加。起先, 这些材料被看作是相互竞争的材料,但如今越来越广泛地认识到:最好的混凝土往往是组合运用这些材料的效果。
·单位体积混凝土的微硅粉用量在削减,特别是暴露在氯盐环境的混凝土。开端的桥面板混凝土含12 %~15 % 微硅粉(以水泥重量计),然后的几年微硅粉掺量降低到8 % 分配。如今,假定与粉煤灰或磨细矿渣组合运用,则微硅粉掺量降低到5 % 分配。
·尚没有硅粉混凝土协作比方案和功用猜想的阅历办法, 但能够参看现有的攻略和协作比实例。有必要以工程实习运用材料进行实验室和现场实验,判定终究协作比。
·硅粉混凝土对塑性缩短裂缝活络,但这个疑问简略被打败。
·硅粉混凝土平面结构,特别是罩面,裂缝曾经是个疑问。
湿保护最少7 天根柢能够处理或减轻裂缝疑问。可是,在一些较长跨度的桥梁上,出现的一些裂缝还无法解释或通过施工程序避免。这么的裂缝在不含硅灰的混凝土也相同出现,因此或许需要更多地从结构方面考虑,而不是材料。这方面有关研讨正在进行。
·硅粉混凝土有必要进行恰当的保护。假定没有保护,微硅粉带给混凝土的利益就不能完毕。假定不将恰当保护的央求归入混凝土技术规范和不在项目中贯彻实施保护央求,则最好不要运用硅粉混凝土。
·运用微硅粉的混凝土,有必要注重混凝土出产施工的每个环节。拌和进程、微硅粉的充分懈怠是关系到混凝土功用的关键。拌和欠好和微硅粉懈怠不良,或许得不到预期的混凝土功用。
·对于判定混凝土的‘硬指标’功用,选用抗压强度或许是一个合适的办法。可是,判定功用有必要稳重和充分了解其场合与条件。具有相同强度的混凝土,查验其它功用参数,表现不一定相同。
·很多平面混凝土结构进行了过多的抹面。硅粉混凝土抹面的阅历闪现,进行最少的抹面工作就能获得愈加耐久的混凝土,一同避免塑性缩短裂缝。
·在氯盐环境,硅粉混凝土具有期望的抗氯离子渗透功用。迄今,一些对实习结构进行的查验证明,硅粉混凝土功用超卓。其间一个陈说闪现:随时间的延伸,氯渗透的速率在大幅度降低。如今,实习的硅粉混凝土结构数量现已满意多,暴露的时间也满意长,很能够阐明疑问。美国微硅粉协会正在进行的一项目,即在实习的桥梁、停车楼和海工结构上取样。
·微硅粉产品的类型发生变化。如今,配方产品和浆体微硅粉现已从市场上不见。几乎全部产品混凝土和预制混凝土公司都运用增密型微硅粉。工业硅及硅铁在高温熔炼的过程中,随废气逸出的粉尘称为硅灰或硅粉,其主要成份是,烟气中的SiO2含量约占烟尘总量的90%,其中所含游离态 SiO2约占10%。颗粒度非常小,平均粒径约为0.3μm,故有微硅粉之称,它能直接通过呼吸进入人体肺泡,对人身体健康危害极大。我国目前拥有上千座 硅铁及工业硅电炉,在生产过程中,年产生的微硅粉约25万t。已上环保设备能捕集到的约5万t,其余基本直接排入大气,既污染了环境,也是资源的浪费。目 前微硅粉没有确切的定价标准,每吨价格为1800~3800元,如果每吨价格按2000元计算,全年直排的微硅粉作为资源利用损失的价值约5亿元。所以烟 气治理势在必行。捕集微硅粉不但是一个环境效益和社会效益的问题,而且也包含着很大的经济效益和科学技术的价值。
微硅粉是国内外高新技术 领域中具有广阔应用前景的优良材料。广泛用于建筑、化工、冶金等行业。大量微硅粉主要用于水泥或混凝土掺合料,用于改善水泥或混凝土的性能,配制具有超高 强高、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透抗冻、早强的特种混凝土或复合水泥,用于大型水刮、水电、海港码头、铁路桥梁、高速公路、飞机场跑道、隧道及城市高层 建筑等工程。它可以用于油漆、涂料、树脂及其他高分子材料填充物。用于橡胶可以提高橡胶的延伸性、抗撕裂性和抗拉强度。还可以用于耐火材料和陶瓷制品的生 产,有效提高产品的强度和耐久性。
早在80年代的初期,发达的国家已成功使用此项技术。其中美国微硅粉的年产量达到30万t,占 世界微硅粉的年总产量的1/4,其次是前苏联及挪威,微硅粉的年产量分别为15万t和12万t。美国于1980年在得克萨斯商业大楼使用的硅灰混凝土,其 强度为1OOMPa。近年来美国已经配制出250MPa特高强度混凝土。我国重大水利建筑、桥涵、隧道、文物古迹的修复等的实际应用,也充分证明:在混凝 土工程中掺入适量的微硅粉,可以大大提高工程质量。下面就在混凝土工程中掺入适量微硅粉对提高工程质量的作用加以具体说明。微硅粉是HPC活性矿物掺合材料中活性最高的一种,其主要成分为活性SiO2。微硅粉颗粒很小(10~100nm),具有高度分散性。硅灰对HPC强度的作用机理为:填充效应、火山灰效应、孔隙溶液化学效应。微硅粉掺入HPC中,增加了HPC基体的密实度,提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度,减少了Ca(OH)2对HPC强度的不利影响,削弱了ASR对HPC的危害。HPC中微硅粉一般掺量为5%~15%,最佳掺量10%左右。
微硅粉作为一种辅助胶凝材料掺加到水泥浆体和混凝土中,不仅能够提高水泥水化度,并与Ca(OH)2发生二次水化反应,且微硅粉及其二次水化产物填充硬化水泥浆体中的有害孔,并改善混凝土中硬化水泥浆体与骨料的界面性能,硅灰对改善硬化水泥混凝土浆体微观结构的分析将产生积极的影响,从而对其宏观力学性能特别是对它们的耐久性产生十分有利的影响,而这正是水泥与混凝土材料科学的几个基本任务之一,而且利用微硅粉还可以减少其对环境的污染,减轻它对环境所造成的压力。但同时也应该看到,微硅粉对硬化水泥浆体和混凝土微结构的改善与许多因素有关,因此必须加强这方面的研究,包括其它火山灰材料对硬化水泥浆体和混凝土微结构的影响的研究。
混凝土的耐久性包括了混凝土的抗渗性、抗化学侵蚀性、抗钢筋锈蚀能力和抗冲磨性能。
1、微硅粉对高性能混凝土的抗渗性的影响:
混凝土是一种透水材料,它的渗透性与它的孔隙率、孔隙分布及孔隙连通性有关。振捣密实的混凝土水灰比愈小,养护龄期愈长,则渗透性愈小。在混凝土中掺入引气剂也可降低渗透性。一般地水灰比小于0.50的混凝土,它的渗透系数可以达到1×10-11m/s。在海水中的混凝土它的渗透性是决定混凝土工程耐久性的最重要的因素,渗透性高的混凝土在海水中很易遭破坏。由于微硅粉颗粒小,比水泥颗粒小20~100倍,可以充填到水泥颗粒中间的空隙中,使混凝土密实,同时微硅粉的二次水化作用,新的生成物堵塞混凝土中渗透通道,故微硅粉混凝土的抗渗能力很强,混凝土的渗透性随水胶比的增加而增大,这是因为水灰比混凝土的密实性相对差些。
2、微硅粉对高性能混凝土的抗化学侵蚀性的影响:
一般微硅粉减少渗透性的效果要大于强度的增加,特别在硅粉以小掺量掺入低强混凝土时更是如此。对于掺入一定量的硅粉的高性能混凝土,水胶比通常小于0.4,且有超细微粒填充,因此,掺入微硅粉的高性能混凝土具有非常好的抗渗能力。因为加入微硅粉可以明显地降低混凝土渗透性及减少游离的Ca(OH)2,从而提高了混凝土抗化学侵蚀能力。在混凝土中掺入硅微粉,能减少Ca(OH)2含量,增加混凝土密实性,有效提高弱酸腐蚀能力,但在强酸或高深度的弱酸中不行,因混凝土中的C-S-H在酸中分解,另外,它还能抗盐类腐蚀,尤其是对氯盐及硫酸盐类,它之所以能抗酸盐侵蚀,原因是微硅粉混凝土较密实,孔结构得到改善,从而减少了有害离子传递速度及减少了可溶性的Ca(OH)2和钙矾石的生成,而增加水化硅酸钙晶体的结果。