微硅粉在混凝土工程中的應(yīng)用

微硅粉在混凝土工程中的應(yīng)用摘要：微硅粉具有較強(qiáng)的活性，將其應(yīng)用于混凝土材料之中，一方面可以顯著提升混凝土的緊密度，另一方面還可以有效提升混凝土的耐久性和強(qiáng)度。因此本文結(jié)合實(shí)際案例分析微硅粉在混凝土工程中的應(yīng)用情況，期望對同行有所借鑒和參考。關(guān)鍵詞：微硅粉；混凝土；應(yīng)用引言在混凝土材料中，增加一定比例的微硅粉用來代替水泥材料，并結(jié)合相應(yīng)的減水劑材料，可以有效提升混凝土的物理性能，當(dāng)前，很多施工單位在實(shí)際的施工過程中都會(huì)應(yīng)用微硅粉材料，以此來配置高質(zhì)量的混凝土。工程案例概況分析在本工程項(xiàng)目中，地理位置位于我國云南某地區(qū)，該區(qū)域內(nèi)部缺乏砂石資源，如果在混凝土材料配比中只應(yīng)用水泥材料，受到當(dāng)?shù)貧夂驐l件的影響，容易導(dǎo)致水泥材料出現(xiàn)大面積的開裂情況，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致其外觀出現(xiàn)蜂窩狀結(jié)構(gòu)［1］。在結(jié)合大量的案例可知，如果在混凝土材料配比過程中僅僅應(yīng)用水泥材料，容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)強(qiáng)度變低以及水紋嚴(yán)重等情況。因此，筆者結(jié)合多方調(diào)查和分析后得出，可以在混凝土材料中加入一定比例的微硅粉材料。將該材料應(yīng)用于代替部分水泥材料，不僅可以有效提升混凝土在力學(xué)、耐久度以及外觀等方面的物理性能，同時(shí)也可以有效減少預(yù)拌混凝土過程對環(huán)境產(chǎn)生的影響，節(jié)約工程項(xiàng)目施工成本費(fèi)用，對構(gòu)建綠色工程項(xiàng)目具有顯著的意義和作用［2］。微硅粉的性能分析微硅粉學(xué)名稱為硅灰，是產(chǎn)生于工業(yè)電爐中經(jīng)過特殊處理的一類產(chǎn)品，微硅粉的粒徑處于0.1微米到0.3微米之間，比表面積處于15000?25000m2/Kg之間，和傳統(tǒng)的水泥材料對比，其細(xì)膩程度和性能都更加優(yōu)異。同時(shí)，微硅粉具有良好的耐火性，由于其中的二氧化硅比例超過八成以上，進(jìn)一步強(qiáng)化了其火山灰活性。如下表1所示，為微硅粉的化學(xué)成分組成情況［3］。SiO2Al2O3F。2。3CaOMgOCR2。燒矢量87?920.7?1.00.9?1.20.4?0.70.7?1.20.8?1.20.2?0.52.5?5.5密度：全增密，堆積密度480?630Kg/m3；表觀密度1900?2200Kg/m34.工程案例現(xiàn)場調(diào)查情況分析結(jié)合大量的現(xiàn)場調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目橋梁工程梁板預(yù)制施工過程存在以下問題：首先，梁板混凝土結(jié)構(gòu)的外觀較差，其表面存在大量的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其水紋和色澤不是特別均勻。其次，混凝土表面存在一定的裂縫情況，混凝土材料的均勻性有待提升。最后，考慮到當(dāng)?shù)氐纳笆牧闲枨筝^高、質(zhì)量波動(dòng)較大、價(jià)格市場浮動(dòng)較強(qiáng)，但是在工程設(shè)計(jì)方案中整體的水泥用量占比較高，在一定程度上增加了工程成本費(fèi)用和混凝土的水化開裂概率［4］。為了有效解決該問題，筆者結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況提議采取以下措施來解決問題:第一，做好砂石材料的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，并結(jié)合材料變化情況科學(xué)確定混凝土材料級配。第二，挑選比較優(yōu)質(zhì)的微硅粉材料用以替代部分水泥材料；第三，要求經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)來有效優(yōu)化混凝土材料的配合比，從而有效減少混凝土材料水化熱概率，強(qiáng)化其性能［5］?？偟膩碚f，混凝土材料中的水泥比例較多以及沒有做好混凝土后期養(yǎng)護(hù)工作，是導(dǎo)致其出現(xiàn)蜂窩面以及產(chǎn)生裂縫的重要原因之一。對策分析5.1做好施工質(zhì)量控制工作一定要充分做好后混凝土預(yù)制板施工過程中的質(zhì)量控制工作，相關(guān)的施工單位可以通過對施工制度進(jìn)行完善，規(guī)范施工作業(yè)流程等方式來提升施工質(zhì)量。5.2利用微硅粉的性能減少水泥用量，改善混凝土質(zhì)量將一定比例的微硅粉加入到混凝土材料之中，微硅粉會(huì)和水進(jìn)行反應(yīng)，其內(nèi)部的細(xì)小顆粒迅速被溶解之后，其中的二氧化硅在粒子表面形成一層附著層，然后和水泥材料水化后產(chǎn)生的氫氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生C-S-H凝膠。在這樣的過程下，可以顯著改變混凝土材料的物理性能指標(biāo)。綜合來看，微硅粉顆粒整體比較細(xì)小，可以有效填充預(yù)制板表面的水泥空隙［6］。同時(shí)，加入微硅粉之后可以顯著改善混凝土材料的粘合性，減少混凝土材料出現(xiàn)泌水現(xiàn)象的概率。最后，考慮到微硅粉的表面活性較高，在進(jìn)行振搗的過程中，也不容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，從而有效減少混凝土預(yù)制板出現(xiàn)裂縫的概率。尤其是在混凝土材料初凝階段，如果養(yǎng)護(hù)不慎就會(huì)出現(xiàn)開裂情況，因此，加入微硅粉材料可以有效減少混凝土因水化出現(xiàn)裂縫的概率［7］。5.3做好配合比設(shè)計(jì)工作5.3.1原材料情況水泥材料產(chǎn)自于云南紅塔滇西水泥股份有限公司，其整體的抗壓強(qiáng)度數(shù)值為f28=59.7MPa。石料產(chǎn)自于德宏鑫揚(yáng)商貿(mào)有限公司金礦廠石場，根據(jù)其粒徑不同，等級有所區(qū)別：1#(19?31.5mm)，2#(9.5?16mm),3#(4.75?9.5mm)。砂材料其中的含泥量為2.1%；微硅粉材料密度數(shù)值565Kg/m3，SiO2含量超過87%。外加劑為聚羧酸高性能減水劑。要求在考慮原料變動(dòng)、施工工藝、施工條件等因素的影響下，提出采用下列方法進(jìn)行對比試驗(yàn)，每一種配合比至少保留4組試樣，并測定3天、7天、28天強(qiáng)度，并對其外觀進(jìn)行觀察。5.3.2摻硅灰C50預(yù)應(yīng)力高性能混凝土配合比：第一組參數(shù)：P=2500Kg/m3，Bs=38%,2#:3#=70:30,Si=6.5%,JS=1.1%,W/C+Si=0.34水水泥硅灰砂1#2#3#JS減水劑5.5315.2251.0524.955/28.52512.2150.179加水時(shí)間10:15初始坍落度205mm擴(kuò)展度530mm實(shí)測容重2530Kg/1h坍落度190mm1h擴(kuò)展度450m

m3m3D抗壓強(qiáng)度53.8MPa7D抗壓強(qiáng)度58.1MPa28D抗壓強(qiáng)度62.1MPa3D回彈強(qiáng)度46.0MPa7D回彈強(qiáng)度〉60MPa28D回彈強(qiáng)度〉60MPa3D回壓比①85.5%7D回壓比/28D回壓比/初凝時(shí)間約10h終凝時(shí)間/第二組參數(shù)：P=2500Kg/m3,Bs=39%,2#:3#=70:30,Si=6.5%,JS=1.1%,W/C+Si=0.36水水泥硅灰砂1#2#3#JS減水劑15412974/81344.828備注：石子按5?20mm級配設(shè)計(jì)。0.035m3用量（砂含水7.5%）：水水泥硅灰砂1#2#3#JS減水劑

5.5314.351.01525.97/28.45512.180.169加水時(shí)間10:42初始坍落度210mm擴(kuò)展度550mm實(shí)測容重2510Kg/m31h坍落度195mm1h擴(kuò)展度460mm3D抗壓強(qiáng)度50.6MPa7D抗壓強(qiáng)度54.5MPa28D抗壓強(qiáng)度57.2MPa3D回彈強(qiáng)度43.1MPa7D回彈強(qiáng)度46.8MPa28D回彈強(qiáng)度50.9MPa3D回壓比①85.2%7D回壓比86%28D回壓比89%初凝時(shí)間/終凝時(shí)間/第三組參數(shù)：P=2500Kg/m3,Bs=37%,2#:3#=70:30,Si=6.5%,JS=1.1%,W/C+Si=0.32水水泥硅灰砂1#2#3#JS減水劑

15463268/8153495.431注：石子按5?20mm級配設(shè)計(jì)。0.035m3用量（砂含水7.5%）：水水泥硅灰砂1#2#3#JS減水劑5.5316.1581.12323.9/28.52512.2150.206加水時(shí)間11:00初始坍落度200mm擴(kuò)展度500mm實(shí)測容重2540Kg/m31h坍落度190mm1h擴(kuò)展度340mm3D抗壓強(qiáng)度57MPa7D抗壓強(qiáng)度61.7MPa28D抗壓強(qiáng)度66.7MPa3D回彈強(qiáng)度49.5MPa7D回彈強(qiáng)度60MPa28D回彈強(qiáng)度60MPa3D回壓比①86.8%7D回壓比/28D回壓比/初凝時(shí)間/終凝時(shí)間/試驗(yàn)結(jié)論：依據(jù)JGJ55-2011設(shè)計(jì)規(guī)程對三組水膠比試配，W/C+Si=0.34組從工作性能及28天抗壓強(qiáng)度都滿足各項(xiàng)指標(biāo)。微硅粉對C50預(yù)應(yīng)力高性能混凝土性能的影響分析根據(jù)已有資料及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，在混凝土中加入硅粉（5%?10%）能提高混凝土的流動(dòng)性、填充性、穩(wěn)定性、力學(xué)性能與耐久性，從而廣泛應(yīng)用于澆筑量大、澆筑深度深或澆筑高度大、鋼筋密集、有特殊形狀等振搗困難的混凝土結(jié)構(gòu)工程中，給工程設(shè)計(jì)與施工帶來極大的方便。微硅粉的使用注意事項(xiàng)分析微硅粉硅對人體的傷害：目前對人體無明顯的病理損害。而微硅灰質(zhì)量較低，且易產(chǎn)生塵埃?；覊m通過呼吸道、食道進(jìn)入身體，也不適合進(jìn)入眼睛。可以導(dǎo)致刺激和促進(jìn)黏膜干燥（微硅灰會(huì)吸收水分），因此在拌和施工過程中要戴上手套和保護(hù)眼部的器具。結(jié)束語綜上所述，通過大量的實(shí)驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用，證明了在混凝土中加入適量的微硅粉，既能提高其物理性能，又能達(dá)到特定的工程需要，對促進(jìn)節(jié)能減排、廢棄物的資源化利用和保護(hù)環(huán)境、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以及建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益顯著。參考文獻(xiàn)：陳兵，姚武，李悅.微硅粉在混凝土工程中的應(yīng)用[J].新型建筑材料，2000（11）:5-7.張瑤瑤，姜凌，李夢帆，饒輝輝，魏徵文，王偉.氨基功能化微硅粉的制備及其對鎘污染土壤的鈍化效果研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)：1-11.王錦燕，吳方靖，李富力.碳纖維和微硅粉改善橡膠混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J].中國水運(yùn)(下半月)，2021,21(06):158-160.張新新，董玉萍.凍融循環(huán)下微硅粉對水泥土力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究[J].粘接，2021,45(03):117-120.黃永成，陳志