高性能混凝土礦物外加劑硅灰91課件講解

高性能混凝土礦物外加劑硅灰

（一）硅灰的來源硅灰(SilicaFume)是鐵合金廠在冶煉硅鐵合金或金屬硅時，從煙氣凈化裝置中回收的工業(yè)煙塵，在袋濾器中收集。北歐各國將硅灰又稱為凝聚硅灰(CondensedSilicaFume)，在美國和加拿大稱為硅灰(SilicaDust)．也有叫微硅粉的。硅灰混凝土多用于有特殊要求的混凝土工程，如高強度、高抗?jié)B、高耐久性、耐侵蝕性、耐磨性及對鋼筋無侵蝕的混凝土中。

（二）硅灰的化學(xué)成分和物理性質(zhì)1.化學(xué)成分優(yōu)質(zhì)硅灰中高達98％以上的組分都是無定形二氧化硅，是很好的火山灰材料。硅灰中SiO2含量依所生產(chǎn)的硅合金的類型不同而變化較大。用于混凝土的硅灰，SiO2應(yīng)大于85％，并且絕大部分呈非晶態(tài)。非晶態(tài)SiO2愈多，硅灰火山灰活性愈大，在堿性溶液中反應(yīng)能力愈強。

2．顏色根據(jù)有、無熱回收系統(tǒng)裝置，收集的硅灰的含碳量及顏色也不一樣。帶熱回收系統(tǒng)回收的硅灰，由于回收系統(tǒng)溫度高(700～800℃)，能使硅灰中所含的大部分碳都能燃燒掉，收集的硅灰含碳量很少(一般小于2％)，產(chǎn)品呈白色或灰白。無熱回收裝置的系統(tǒng)，由于氣體溫度低(200～300℃)，硅灰中含有一定的未完全燃燒的碳，產(chǎn)品呈暗灰色。一般白度40～50。

3．物理性能（1）密度和容重

硅灰的密度約為水泥的2／3，容重卻只有水泥的1／6左右。（2）顆粒細度與形狀

硅灰的比表面積可達l5m2／g以上，顆粒形狀是球形的，平均粒徑約0.1～0.2μm，比水泥顆粒細兩個數(shù)量級。

(三)硅灰的貯存、包裝和運輸

硅灰是一種極細的材料，容重又很小(180～230kg／m3)，不易貯存、運輸。非凝聚硅灰運費高，不經(jīng)濟；凝聚態(tài)硅灰：硅灰常以泥漿或高密度狀態(tài)(凝聚體)供應(yīng)。凝聚硅灰不起塵，也沒有固結(jié)，容易流動，輸送方面也經(jīng)濟；漿狀硅灰：水與硅灰混合成漿狀硅灰，比沒有凝聚的硅灰輸送價錢低，而且與化學(xué)外加劑容易混合，使用方便。

制備利于硅灰貯存、包裝和運輸形態(tài)的一般方法：(1)硅粉制粒、造球有的不配任何黏結(jié)劑，有的加入少量硅酸鈉或堿金屬的氫氧化物。制成的球粒一般為6～30mm大小，在200～250℃溫度下干燥，或以900℃焙燒，制成的硅灰粒強度很高。日本、前蘇聯(lián)、美國還申請了硅灰制造成球的專利，建立了造球車間。

(2)水化制漿

挪威里列比冶煉廠：在硅灰摻入60％～65％的水，經(jīng)振動攪拌成漿狀，泵送混凝土攪拌站進行利用。

瑞典Alros合金公司：利用50／50比例用水將硅粉制成混凝土，進行貯存、運輸。

美國：酸化處理以后，可使水狀懸浮物保持穩(wěn)定的流動性，而且隨時可獲得良好再分離性的方法。

前蘇聯(lián)車?yán)镅刨e斯克電冶聯(lián)合工廠：用GB92-1-A型混凝土自動攪拌機制成粉漿，使硅灰的容重提高到l250～1300kg／m3。

(3)硅灰增密挪威?？瞎荆涸雒芎蟮墓杌叶衙芏忍岣?倍以上。凝聚體硅灰經(jīng)混凝土攪拌機攪拌得以再分散。在實際應(yīng)用硅灰時，一定要注意大塊團聚硅粉顆粒的充分分散。保證加入硅粉的預(yù)期效果。

（四）硅灰對混凝土性能的影響無定形和極細的硅灰對高性能混凝土有益的影響表現(xiàn)在物理和化學(xué)兩個方面：起超細填充料的作用；在早期水化過程中起晶核作用，并有高的火山灰活性。1．加速膠凝材料系統(tǒng)的水化用硅灰替代等量水泥后，系統(tǒng)3d和7d水化放熱大大增加。需要控制早期水化放熱的混凝土工程在選擇材料時應(yīng)該特別注意這一點。

2．提高混凝土強度摻入硅灰的膠砂強度（抗壓及抗折強度）均高于純水泥膠砂的強度；當(dāng)硅灰與高效減水劑復(fù)合使用時，可使混凝土的水膠比W／(C+Si)降至0.13～0.18，水泥顆粒之間被硅粉填充密實，混凝土的抗壓強度為不摻硅粉的數(shù)倍；硅灰混凝土的早期強度好，常用在搶修工程和高層、大跨度、耐磨、抗腐等特殊工程上。有研究表明，硅灰摻量過高，混凝土后期強度有下降趨勢；

有資料介紹，硅灰高強混凝土能提高抗沖磨強度3倍，抗侵蝕強度14倍，在水下工程中使用有突出優(yōu)勢；在相同水用量的條件下，單摻硅灰，膠砂流動性下降。3．增加致密度顆粒密堆積，可以減少泌水，減少毛細孔的平均孔徑，并減少需水量。硅灰顆粒很細小，可以填塞在水泥顆粒之間的空隙。硅灰的摻量在5％～l0％時，可以獲得良好的摻加效果。應(yīng)采用減水劑保證硅灰和水泥分散。

4．改善混凝土離析和泌水性能澆筑混凝土后，往往產(chǎn)生水從混凝土中分離出來的現(xiàn)象，即在表層形成水膜，也稱之為浮漿，使上層混凝土分布不均勻，影響建筑質(zhì)量。有研究表明：硅灰摻入量即取代率Si／(Si+C)愈多，混凝土材料愈難以離析和泌水。當(dāng)取代率達l5％時，混凝土坍落即使達15～20cm，也幾乎不產(chǎn)生離析和泌水;當(dāng)取代率達20％～30％時，將該混凝土直接放入自來水中也不易產(chǎn)生離析。由于硅灰對混凝土離析和泌水性能的改善，使摻硅灰混凝土可以用作海港、隧道等水下工程。

5．提高混凝土的抗?jié)B性、抗化學(xué)腐蝕性由于硅灰的摻入提高了混凝土的密實性，大大減少了水泥空隙，所以提高了硅灰混凝土的抗?jié)B性能、抗化學(xué)腐蝕性，而且對鋼筋的耐腐蝕性也有改善。

原因：密實性的提高有效地阻止了酸離子的侵入和腐蝕作用。

6．硅粉對混凝土抗凍性的影響關(guān)于硅粉對混凝土抗凍性的影響，國內(nèi)外的大量研究表明，在等量取代的情況下，摻量小于l5％的硅粉混凝土，其抗凍性基本相同，有時還會提高(如摻量5％～l0％時)，但摻量超過20％會明顯降低硅粉混凝土的抗凍性。在高性能混凝土中，從減少早期塑性收縮和干縮考慮，一般把硅粉摻量控制在膠凝材料總量的l0％以內(nèi)，這時由于氣泡間距系數(shù)降低，抗凍性往往有所提高，有關(guān)試驗數(shù)據(jù)見表2—39。