在需要特殊高强度混凝土的场合,硅灰作为掺和料配制高强混凝土,硅灰其强度等级可以达到100 MPa。国外许多重要的高层建筑物,如美国南瓦克大厦和德国法兰克福BfG大厦都是采用了硅灰做混凝土的增强掺和剂。在发达国家的一些重要混凝土水利水电工程中如海洋石油钻井平台、大跨度桥梁、隧洞等工程掺加硅灰可以改善防渗、抗冲磨、防腐等性能,如挪威北海石油钻井平台,挪威Stolma跨海桥(301m跨径LC60轻骨料混凝土建造),丹麦大贝尔特海峡大桥,连接丹麦与瑞典的厄勒(ORESUND)海峡大桥,美国Kinzua大坝防渗混凝土面板、进水闸、遂洞、主厂房下部结构等。硅灰混凝土用于公路路面和飞机跑道中,可以大大提高混凝土早期强度和耐磨性能,在公路路面的维护和抢修中,可以提前通车时间,增加经济效益,如欧洲E-6和E-18高速公路(瑞典),以及伦敦非金属处理厂高耐磨地面处理。
硅粉自1942年问世以来,只到19世纪70年代才被国外广泛应用,而国内对硅粉的使用也正处在发展阶段,近几年,由于国家对环保的重视,逐步加强了对污染企业的管理,特别是国内对高强混凝土需求的增加,许多铁合金生产企业配备了收尘设备,并开发、引进了加密技术。我国硅粉产品发展很迅速,在该领域与国外的差距正在缩小。高强度混凝土、硅灰喷射混凝土、复合增强密度剂、硅灰砂浆、低水泥浇注料等科研成果都已通过了部级或省、市级技术鉴定,并已在许多工程中应用,技术经济效果显著。
微硅粉被廣泛應用于國內外大型工程,高速公路,高速鐵路,海港碼頭,隧道工程,水庫建設,大壩工程以及高層建筑。
微硅粉摻入混凝土后可以充分分散,填充在水泥顆粒的空隙之間,使漿體更為致密,微硅粉的火山灰活性指數可達110,有效取代系數達3-4,龍其是對水泥水化后生成的Ca(OH)2有較強的吸收力,形成發育良好的硅酸鈣凝膠,大大提高混凝土的強度。
增加強度 :當摻入量為5-10%時,砼抗壓強度可提高10-30%,抗折強度提高10%以上。
增加致密度 :摻入10%時,抗滲性提高5-8倍,,抗碳化能力提高4倍以上。
增加抗凍性:摻入10%微硅粉的砼,在經300-500次凍融循環后,相對動彈性模量降低1-2%,而普通砼,25-50次循環后,相對動彈性模量就已降低36-73%。
微硅粉的用途
①高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷。 可应用于军事武器的制造 第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时磨擦产生的高温,全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。
③光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维,激光在玻璃纤维的通路里,无数次的全反射向前传输,代替了笨重的电缆。光纤通信容量高,一根头发丝那么细的玻璃纤维,可以同时传输256路电话,它还不受电、磁干扰,不怕窃听,具有高度的保密性。光纤通信将会使 21世纪人类的生活发生革命性巨变。