在我国很长时间以来高性能的灌浆料必备的就是“三高”产品即:高强度、高工作性、高耐久性。灌浆料中加入优质微硅粉减水剂就成为产品的关键。早在90年代的时候专家们就已经提出这个观点。而到目前为止也一直被延用着。
高性能灌浆料必须具备流动性好的,可泵性好的灌浆料,以保证施工的密实性与产品强度。因此,在当代的建筑建材行业中加入高含量、高流动性硅粉,具有代表性的意义。对于不同行业的用途,要求高性能微硅粉灌浆料也是不同。
早在1998年美国专家学者就曾对高性能灌浆料作出过美式定义,虽说不全面但可以帮助我们加以理解。他们认为是当灌浆料的某些特性是为某一特定的用途和环境而制定时,这就是高性能灌浆料。简单来说就是在原有的基础作了改良,而这个结果必须是原来的数倍。例如环氧灌浆料的一些特点中对于普通的应用可能只是限于易于浇筑、稳定而高性能的材料就要求其各个方面的加强。每个用途都要考虑进去。
每个产品的发展都必然经过一个过程,对于灌浆料而言。现在出现的高性能微硅粉灌浆料就是其发展的一个结果。不过到目前为止国际上仍没有一个明确的定义来说明它。有的国家认为是其高稳定性、有的认为是耐久性更有认为是高工作性。对于我国的学士专家更注重的是微硅粉灌浆料更高强更耐久的能力。近期,由中铁科研人员利用混凝土微硅粉与优质水泥正交设计、研制的C60高强度微硅粉混凝土,日前由重庆大佛寺长江大桥试验中心研制成功,并首次在大桥主梁浇注使用。
据介绍,作为混凝土的改性材料,微硅粉高强度混凝土具有易浇注、整体密实、长期稳定及强度高等特点,可提高建筑的内在质量,在桥梁建筑市场上具有极大的推广应用价值。而建设中的重庆大佛寺长江大桥,是一座主跨450米的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,跨度超过目前国内最大跨度的武汉长江二桥50米。
由于重庆大佛寺长江大桥主梁采用悬臂浇注号块对接合龙新工艺,对混凝土强度及稳定性要求特别高。承担该桥建设任务的中铁大桥局科研人员,为此专门成立了微硅粉混凝土专题攻关小组,应用正交设计原理,参考国际建筑市场同类产品资料,历经半年试验,攻克了一系列技术难题,择优筛选出各种材料最佳配合比,研制出这一新型建材产品,并在主梁14号块现浇成功。
经专家检测,C60高强度微硅粉混凝土具有高强度、高稳定、高耐久等特性,超过了法国诺曼底大桥和香港青马大桥采用的国外同类产品,填补了我国建筑市场建桥新材料的一项空白。(1)微硅粉混凝土用在水利水电工程上,可以提高工程的抗磨蚀能力
国内外传统的抗磨蚀材料多用环氧砂浆等高分子材料。这类材料抗磨蚀能力虽好,但由于它本身线膨胀系数数倍于基底普通混凝土,又与基底混凝土温度适应不好,在自然气候条件下容易开裂脱落。且施工复杂,有毒性,成本昂贵,不能大面积推广应用。据资料统计,我国已建的32座大型水电站中,有22座遭受磨蚀破坏,尤其是黄河干流上几座水电站和西南地区的水利水电工程,因泥砂和推移质含量大、流速高,磨蚀问题更为突出,已危及工程安全。
(2)微硅粉混凝土用在水利工程上,可以提高工程的抗裂性能
水工混凝土裂缝,已成为人们普遍关注为大问题。裂缝的原因是材料本身水化热升温。如在混凝土中掺入粉煤灰,虽可以降低水电热升温,但早期强度比较低,使粉煤灰掺量受到限制。在十五届国际大坝会议上,挪威介绍在Forrreass坝掺用微硅粉而产生良好效果的情况,引起了与会者的重视。会后,我国南京水科院承担了“七五”攻关课题中用微硅粉改性以提高混凝土抗裂性的研究任务。
(3)微硅粉混凝土可以提高抗渗透性能、抗盐蚀性能,保护钢筋
据调查资料表明,水下工程,由于氯离子渗入混凝土中,引起钢筋快速锈蚀,混凝土脱层,寿命短,破坏性严重,挪威在1971年将微硅粉用于混凝土中,一方面填充在水泥颗粒的周围,使浆体更为致密;另一方面.它与水泥水化生成的氢氧化钙结合生成水化硅酸钙凝胶(又称CSH凝胶),这些凝胶堵塞在毛细管中,使毛细孔变小而且不连续,大大提高了混凝土的密实性,有效地提高了抗氯离子渗入引起电化学破坏的能力,大大增强其抗锈蚀性能。南京水科院经3年研究,在江苏连云港木材码头上进行试用,每方混凝土节约水泥80~110kg,而且施工方便,使用年限延长1.2倍。