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微硅粉在混凝土施工中的應用論文
導讀：將硅鐵合金冶煉過程中排出的粉塵——微硅灰摻入到混凝土中，運用于公路工程施工實例較少，2009年濱州市公路局首次把水泥混凝土中參加微硅粉運用到工程實踐中，取得了良好的效果。下面我就水泥混凝土中摻加微硅粉施工的一些心得做一下簡要敘述。微硅粉在混凝土中的應用研究可追溯到上世紀四十年代的挪威。
關鍵詞：微硅粉，混凝土，應用
將硅鐵合金冶煉過程中排出的粉塵——微硅灰摻入到混凝土中，運用于公路工程施工實例較少，2009年濱州市公路局首次把水泥混凝土中參加微硅粉運用到工程實踐中，取得了良好的效果。下面我就水泥混凝土中摻加微硅粉施工的一些心得做一下簡要敘述。
微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，也有人叫硅粉,是硅鐵或金屬硅生產過程中由礦熱爐中的高純石英、焦炭和木屑還原產生的副產品，主要成分是SiO2，一般微硅粉的顏色在淺灰和深灰之間，SiO2本身是無色的，其顏色主要取決于碳和氧化鐵的含量，碳含量越高，顏色越暗，另外加密的硅粉要比自然硅粉顏色暗。硅粉的粒徑都小于1um，平均粒徑為0．1um左右，是水泥顆粒直徑的1／100，所以硅粉能高度分散于混凝土中，填充在水泥顆粒之間而提高密實度，同時微硅粉具有很高的活性，能更快更全面的與水泥水化產生的氧氫化合物反應。
1.應用歷史
微硅粉在混凝土中的應用研究可追溯到上世紀四十年代的挪威。七十年代末，北歐和北美對于微硅粉在混凝土中的應用研究也取得了長足的進步，八十年代初，中國對微硅粉混凝土作了大量的研究工作，并在水利工程中有較多應用，取得了良好的效果。水利部還頒布了“水工混凝土硅粉品質標準暫行規定”。另外，微硅粉在混凝土中應用的同時，受到技術進步和社會經濟因素的有力促進，混凝土的耐久性越來越受重視。
實踐表明：普通混凝土工程在惡劣的環境中可能短時間內受到嚴重損壞，從而威脅工程質量大大降低工程的使用壽命。而采用水泥、硅粉和粉煤灰及減水劑配制出滿足各方面要求的高性能混凝土，成功應用于各工程中，混凝土性能顯著改善，將混凝土施工的靈活、快速和經濟的優點提高到一個新的水平。
2.工作原理
運用于混凝土中填充顆粒空隙，提高體積密度和降低孔隙率。同時微硅粉在混凝土中具有火山灰反應，微硅粉水化形成的富硅凝膠，強度高于Ca(OH)2晶體，與水泥水化凝膠C-S-H共同工作。
3.硅粉的種類及應用標準
硅粉主要以二種形式供應，即原態微硅粉和增密硅粉。
（1）原態微硅粉，即通過收塵器直接收集得到的產品，松散容積約為150－200kg／m，原態硅粉一般采用袋裝運輸，由于密度很小，長途運輸效率較低，使用時多采用人工直接破袋將微硅粉倒人混凝土攪拌機，工作環境粉塵大，工作效率低。
（2）增密微硅粉，為解決原態微硅粉不宜長途運輸及效率低的問題，開發出了提高微硅粉松散密實度的“微硅增密技術”。這種技術使原態微硅粉在壓縮空氣流的作用下，滾動聚集成小的顆粒團，從而將微硅粉的松散容積提高到500－700kg／m，大大方便了使用，增密微硅粉小顆料團的顆粒凝聚力較弱，在混凝土攪拌機中的攪拌過程非常容易散開，因此微硅粉顆粒能在骨料投料后投入攪拌機，以保證增密微硅顆粒團散開和良好的分散。
（3）微硅粉的質量標準
SiO2含量越高，微硅粉的性能越高，其他非SiO2雜質含量就低。微硅粉含量＞85%，微硅粉的碳在混凝土中含吸附部分引氣劑，故，燒失量<=7％（控制碳和含水量）再次是微硅粉的細度要控制在45um，顆粒大的，篩分量在10％以下。以前有的學者專家曾計算：以15％的微硅粉取代水泥，則在混凝土中水泥顆粒與微硅粉顆粒數量的比例為1：2000000，由此可知微硅粉是一種超細粉末物質，其之所以提高混凝土的強度，關鍵在于提高了水泥漿體與骨料之間的粘結強度，能降低淡水，防止水分在骨料下表面聚集，從而提高界面過渡區的密實度和減小界面過渡區的厚度。微硅粉的粒徑比水泥顆粒要小100倍，填充于水泥顆粒的空隙之間，其效果如同水泥顆料填充在骨料之間一樣，增加混凝土的密實度。然而微硅粉在這些作用的前提條件之一，就是良好的分散于混凝土中。
4.優點
（1）硅微粉是一種物理性質、化學性質均十分穩定的中性無機填料，不含結晶水，不參與固化反應，不影響反應機理。
（2）對各類樹脂有良好的浸潤性，吸附性能好，易混合，不產生結團現象。
（3）硅微粉粒度大小分布合理，致密性強，硬度大，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗壓、抗沖擊強度和耐磨性能，抗沖磨能力能提高0.5—2.5倍。
（4）能增大導熱系數，改變膠粘性和增加阻燃性能。
（5）能降低環氧樹脂固化反應的放熱峰溫度，降低固化物的線膨脹系數和固化物的收縮率，從而消除內應力，防止開裂。
（6）由于硅微粉的粒度細，分布合理，能有效的減少和消除沉淀，分層現象。
（7）硅微粉質純，雜質含量低，物化性能穩定，使固化物具有良好的絕緣性能和抗電弧性能。
（8）硅微粉的化學成分為二氧化硅（SiO2），屬惰性物質，與大部分酸、堿不起化學反應，硅微粉均勻分布、覆蓋在物件表面，具有較強的抗腐蝕性，抗空蝕能力提高3—16倍。
（9）硅微粉，堆積密度小：一種在0.2-0.8之間，一種在1.0-2.2之間。作為聚合物填充材料，較其他礦物性填品用量少，裝載重量小，節省聚合物用量，因此可降低產品成本。
（10）抗凍性：微硅粉在經過300—500次快速凍解循環，相對彈性模量隆低10—20%，而普通混凝土通過25—50次循環，相對彈性模量隆低為30—73%。因此可以提高混凝土的抗凍性。
（11）早強性：微硅粉混凝土使誘導期縮短，具有早強的特性。
5.硅粉混凝土的施工方法
（1）硅粉混凝土的拌和。用攪拌機拌和，按配方將材料準確稱量，投料次序為水→石子→砂→水泥→硅粉→用攪拌機攪拌1.5min，然后加入外加劑一膠乳再攪拌1.5min出機。混凝土拌好的象征是：各種材料拌和均勻，流動性好，不離析，塌落度控制在3cm以內，超過4cm則不得使用。
（2）硅粉混凝土的運輸。拌好的硅粉混凝土水平運輸和垂直運輸時間不得超過10min。
（3）硅粉混凝土的入倉澆筑。澆筑過程應1次澆完，不得中途停止。由于機械故障等原因產生冷縫，應停止澆筑，等先澆混凝土具有一定強度(一般等24h后)，按施工縫處理后(處理方法與基面處理相同)，再澆筑剩余部分混凝土。澆筑宜從左或右向一個方向入倉，經平倉后，先用插入式振搗器，后用平板振搗器提漿，振搗時間較普通混凝土稍長一些，要振搗密實不能漏振。平倉振搗后收抹面的工人應抓緊拍打出漿并抹面，一般應收抹3次～4次，使其表面光滑平整，無空洞、麻面和無貫穿性裂縫，不平整度控制在5mm以內。
（4）養護。新澆硅粉混凝土經振搗收抹后停1h～3h(根據現場氣溫具體確定)，立即加蓋塑料薄膜，防止雨淋和表面蒸發產生裂縫，24h內嚴禁人踩或堆放雜物。經36h～48h后，去掉塑料膜，加蓋草袋，按水工混凝土養護規程及時灑水養護。
參考文獻：
[1]陳兵,潘洪源.微硅粉對鋼纖維高強混凝土性能影響研究.上海工程學院學報,2004,8.
[2]王玉政.論微硅粉在高強度混凝土中的應用.遼寧交通科技,2002,7.
[3]柯濟山,江竹幽.微硅粉高強混凝土投入使用可提高建筑質量.中國礦業報,2004,10.
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