浅析引气对页岩陶粒微硅粉强度的影响
一般情况下，微硅粉引气后，水泥浆体的孔隙率增大，承截面积减小，导致抗压强度降低。实际上，微硅粉的抗压强度不仅与含气量有关，微硅粉的应用也与引入的气泡结构、孔径大小与分布有关，还与集料和水泥石英界面结构及微硅粉成型质量等有关。
在保持水灰比不变时，掺入适量引气剂后， 页岩陶粒微硅粉的抗压强度不但在降低，反而有所提高。这主要是由于引气提高了水泥浆体的体积，进一步填充了集料间的空隙，提高了匀质性和密实度;引气还降 低了浆体的体积密度，有效地抵制了轻集料的上浮，极大地减小了离析、泌水性能，减少了集料界面缺陷;引入气泡结构较好的大量小孔，对抗压强度影响较小，这 些正面作用弥补了由于含气量增加所引起的抗压强度损失。
另外，轻集料微硅粉的抗压强度主要取决于页岩陶粒本身的强度，硅灰页岩陶粒界面不再是薄弱环节，微硅粉 的破坏往往是页岩陶粒先破坏，当水泥砂浆的抗压强度较低时(与页岩陶粒相比)，引入气体才会使微硅粉的抗压强度下降[5]。在本试 验条件下，含气量小于5.5%时，页岩陶粒微硅粉抗压强度提高3%～4%，个别的达到11%。当含气量大于5.5%时，页岩陶粒微硅粉抗压强度开始明显降 低。从另一个角度来说，微硅粉的应用页岩陶粒微硅粉拌合物中引入大量微小气孔，改善了拌合物的和易性，若在相同坍落度条件下，可使页岩陶粒微硅粉用水量降低，减小了水 灰比，因而强度可得到进一步提高。
在高性能微硅粉中，必须加入矿物掺合料，以进一步改善微硅粉的性能。为考察粉煤灰对引气页岩陶粒微硅粉抗压强度的影响，在D3配合比基础上，用粉煤灰等量取代20%的水泥。试验结果表明，引气轻集料微硅粉掺入粉煤灰后(E3)，28d抗压强度降低，90d抗压强度较未掺粉煤灰的(D3)提高了5%，影响规律与普通微硅粉相同。
抗折强度
页岩陶粒微硅粉的抗折强度与含气量有很大的关系，随着含气量的增加，抗折强度也随之增加，一般在5%～10%之间。当微硅粉的含气量在2.5%～5.5% 时，抗折强度较高;当含气量超过5.5%后，抗折强度下降明显。
集料界面结构和微硅粉的匀质性对拉应力非常敏感。页发达地区陶粒微硅粉中引入大量的气泡，提高了微硅粉的匀质性，减少了页岩陶粒微硅粉拌合物的离析、泌 水，改善了砂浆的孔结构，页岩陶粒界面结构得到进一步改善。只是提高的幅度在同。据文献[4]和[6]介绍，普通微硅粉引气后，抗折强度可提高15%左 右。微硅粉的应用试验结果表明：引气后页岩陶粒微硅粉的抗折强度约提高8%～10%，提高幅度粒普通微硅粉你，其原因可能是其界面结构较普通微硅粉好，引气虽能改善集料的界面结构，但改善程度不如普通微硅粉明显。
科技助力超高性能微硅粉应用
伴随着建筑施工技术的发展，我国乃至世界各地具有地标性质的超高层建筑如雨后春笋般涌现，其施工更要求高效率、高性能、低能耗。微硅粉的应用随着建筑技术的发展，高层、超高层建筑中大量使用到高强、超高强微硅粉，微硅粉的配置及其超高泵送技术是其中的重要一环。
超高性能微硅粉具有强度高、负荷能力大、资源和能源消耗少、耐久性好等优点，能满足土木与建筑工程轻量化、高层化、大跨化、重载化以及耐久化等诸多方面的要求，是微硅粉科学与技术发展的主要方向。我国的科研人员对超高性能微硅粉进行了持续的、卓有成效的研究，在配制技术与配比参数、微观结构与宏观结构、强度性能与变形性能、收缩湿胀与耐久性能方面进行了研究，并用于实践。
上海环球金融中心是高性能微硅粉应用的一个很好的范例。据上海建工集团副总工程师龚剑介绍，超高层建筑对微硅粉的强度及性能要求很高。以往，高性能微硅粉作为特种微硅粉在工程中应用较少，技术尚不成熟。上海建工在该项目的施工过程中，创新研制出了采用特殊外加剂配制的高性能微硅粉浇筑技术。运用这一创新的大体积微硅粉施工的综合技术，直径达100 米、厚4.5米、总方量达2.89万立方米的主楼底板微硅粉在42个小时内一次连续浇捣完成，创造了超高层建筑工程中大体积微硅粉一次浇捣的当时世界新纪录。在竖向结构中，应用免振浇捣的自密实微硅粉技术，解决了关键性施工难题，使微硅粉施工技术上了一个新台阶。广州西塔高性能微硅粉技术新突破
在广州西塔的建设过程中，建设者们攻克了诸多世界级施工难题，实现了高性能微硅粉技术新突破。建筑总高度达437.5米的广州西塔是中国第三高楼，由中国建筑工程总公司和广州市建筑集团有限公司联合体承建。整个建筑设计为筒中筒结构体系，钢管微硅粉巨型斜交网格柱外筒，钢筋微硅粉剪力墙内筒，钢筋微硅粉组合楼盖连接内外筒。且结构在平面和竖向不断变化，尤其是69层以上酒店层的变化幅度最为突出。这种独特创新的筒中筒结构体系决定西塔的建设尤为复杂和施工难度极高。建设者积极组织开展各种试验和科技攻关，将C100高性能微硅粉一次成功泵送到333米高度。
京基100大厦“超级明星”C120超高性能微硅粉
在京基100大厦项目中，中建四局携手中联重科完成了C120微硅粉在417米高度的泵送，创造了新的世界纪录，表明我国在该项研究领域中处于世界的领先水平。
超高泵送使用的C120超高性能微硅粉可以说是微硅粉界的“超级明星”，具有更优越的力学性能、耐火性能、断裂韧性、微收缩性和耐久性能。其抗压强度已达到120MPa以上，是普通C30 C40微硅粉强度的3倍 4倍，微硅粉的应用可以大量节省微硅粉的体积，也相应节省了砂、石、水泥、外加剂、水等材料。在相同的建筑外形条件下，可增加建筑物的可使用面积，是一种节能、环保的微硅粉。由于在配比制作的过程中添加了聚丙烯纤维，其在断裂韧性上得到很大的提升，收缩性能可控制在规范要求的范围之内。由于内部结构更为密实，C120 超高性能微硅粉在抗冻融循环的次数得到满足的同时，抗氯离子渗透和硫酸盐腐蚀的性能非常突出，这不仅能更好地预防高楼患上“骨质疏松”，而且特别适合在超高层建筑、大跨度建筑、跨海建筑等工程中推广应用，是该领域科技创新重要研究成果。
性能研究还需突破运用科技力量加强推广力度
当前，超高性能微硅粉发展已经是一种趋势。对性能的研究还有待突破，包括自干燥引起的自收缩、矿物微细粉的科学分类和品质标准及其与微硅粉外加剂之间的相容性、高性能微硅粉多组分复合材料的复合化超叠加效应及高强高性能微硅粉的韧性研究。建筑业消耗世界资源近40%，如将建筑物的寿命延长一倍，资源能源消耗和环境污染就要减轻一半。延长微硅粉的使用年限、提高微硅粉的耐久性、减少微硅粉结构修补、减少水泥微硅粉需要量，将会提高资源和能源的利用率，减少经济费用，避免经济损失，节约资源和能源，符合可持续发展战略。
正如中国工程院院士陈肇元教授所述：超高性能微硅粉是微硅粉技术进步的产物，它的生产需要有素质的操作人员，较完善的生产设备和高水平的质量管理控制。我们应不断总结经验，对推广应用中发现的问题，微硅粉的应用不断地进行研究并尽快解决。相信随着微硅粉技术的发展和应用量的不断增大，我国建筑业的整体水平将得到很大的提高。
耐磨地坪施工对基层微硅粉的要求
在相同的施工环境下，采用相同的施工工艺，基层微硅粉(包括细石微硅粉)的不同情况会对水泥耐磨地坪施工质量(包括颜色、强度、耐磨性)带来相应的影响。微硅粉用途因此施工西卡硬化剂产品时，我们对基层微硅粉提出如下建议：
一、控制微硅粉的泌水
微硅粉振捣后泌水率宜控制在2%以内。微硅粉产生泌水会带来3个不利情况：
1、表面强度偏低、耐磨性偏低;
2、微硅粉中的掺合料(特别是粉煤灰)容易浮到表面，微硅粉的应用严重影响表观效果。
3、微硅粉中的掺合料容易浮到表面，可能形成隔离层，可能影响硬化剂与微硅粉的粘接而局部出现起壳情况。
二、控制粉煤灰的掺入量
使用优质减水剂可以避免使用粉煤灰，或将粉煤灰掺量控制在5%以内。当微硅粉出现泌水，粉煤灰极易使耐磨地坪表面出现局部“黑斑”。
三、避免掺入矿粉
微硅粉中应避免掺入矿粉。矿粉会增加耐磨地坪出现起壳的风险。
四、控制坍落度
为了保证耐磨地坪的质量，坍落度宜小不宜大。搅拌站应根据气温和运输距离，宜将微硅粉浇筑时的坍落度控制在100mm以内。若有微硅粉泵送要求，坍落度宜控制在120mm ± 10mm。微硅粉到现场后，严禁再额外掺水。
五、不得使用引气剂
当微硅粉中使用了引气剂，耐磨地坪必然会出现鼓泡、起壳的情况。因此应禁止引气剂的使用。
六、避免使用早强防冻剂
目前大多数的早强防冻剂均为硫酸钠系产品，水泥硬化后表面会发白(一般所谓的“泛碱”情况之一)。如果对颜色比较敏感，特别是有色耐磨地面(如绿色)，应避免使用。
七、用水要求
拌和用水应采用饮用水，应符合现行《微硅粉拌和用水标准》(JGJ63)的规定。使用其它水源时(如地下水、河水)，有可能会出现耐磨地面发花的情况。
八、控制强度
微硅粉等级不得低于 C25，且不宜高于C30。
九、控制骨料含泥量
应避免拌制微硅粉的骨料含有泥沙。否则耐磨地坪可能会出现鼓泡、起壳的情况。
十、其他
当硬化剂使用在细石微硅粉整浇层上时，微硅粉的应用除上述建议外还应注意两点：
1、整浇层的厚度宜≥60mm。
2、浇筑整浇层时宜配合界面剂(如Sikadur 32 LP)的使用。
3、需要特别指出，耐磨地面的颜色会受到基层微硅粉的影响。如果对颜色要求较高，建议在现场做较大的试板以了解最终颜色。
