微硅粉硅灰水泥混凝土性研究
微硅粉是近20年發(fā)展起來的一種高活性摻合料。在混凝土中科學的摻入微硅粉,既可以提高混凝土性能,又可以減少水泥的用量,同時利用了工業(yè)廢料,有利于保護環(huán)境,深入研究并開發(fā)微硅粉的資源,對進一步推廣微硅粉混凝土在工程中廣泛應用具有重要意義。
1、微硅粉的物理性能
硅灰外觀為灰色或灰白色粉末,耐火度大于1600 C.密度是200~250kg/M3.其細度和比表面積約為水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍,硅灰在形成過程中,因相變的過程中受表面張力的作用,形成了非結(jié)晶無定形圓球狀顆粒,且表面較為光滑,有些則是多個圓球顆粒粘在一起團聚體,它是一種比表面積很大,活性很高的火山灰物質(zhì)。它的主要成分是顆粒極細的無定形的氧化硅。
2、微硅粉混凝土的性能
抗折抗壓性能
在混凝土中摻加8%等量微硅粉代替水泥可以明顯提高混凝土3d和28d抗折強度。摻加硅灰所配置混凝土上的康折強度3d達到8.8mpa,比未摻硅灰混凝土提高了44.3%,28d達到了11.4mpa,比未摻硅灰混凝土提高50%。在水灰比0.3時,當硅灰摻量小于16%,硅灰混凝土的抗壓強度隨著硅灰摻量的增加而增大。摻硅灰在同一水膠比情況下,硅灰用量與混凝土強度之間的關(guān)系:沒有摻硅粉時,水泥用量是500kg/M3,改用量很大,而摻入硅粉時,7d~28d強度有大幅增加,摻入的硅粉在堿性環(huán)境中,能迅速發(fā)生火山灰反應,生成大量C-S-H凝膠,因此早期強度提高很快,而在后期則趨于穩(wěn)定。
抗凍性能
超高強混凝土水膠比極低,混凝土中摻入硅粉后,從其結(jié)構(gòu)上看,雖然水泥石的孔隙率與不摻入時基本相同,但其粗大空隙及毛細空隙大量減少,而超細空隙增加,超細空隙對水有較大的吸附作用,使水的冰點下降,從而延緩了凍融的過程,降低了破壞應力,由于強度的提高及結(jié)構(gòu)的改善,從而提高了混凝土的抗凍性。當硅粉摻量過高時,早期收縮增大,產(chǎn)生微裂縫,抗凍性能亦受到影響。
抗化學腐蝕
硫酸鹽、氯鹽等以任何形式擴散到混凝土中,與混凝土中的Ca(OH)2 水化物發(fā)生反應,形成鈣礬石,在潮濕環(huán)境中鈣礬石發(fā)生膨脹,使硬化混凝土發(fā)生破壞。當混凝土中摻入微硅粉后,降低了腐蝕的滲透能力和混凝土中ca(0h)2的含量,從而有效的提高了混凝土的抗鹽蝕性。
抗?jié)B透性能
混凝土材料抗介質(zhì)滲透的能力主要取決于其內(nèi)部空隙率,由于硅灰顆粒小,比水泥顆粒小20~100倍,可以充填到水泥顆粒間的空隙,使混凝土密實,同時硅灰的二次水化作用,新的生成物堵塞混凝土中的滲透通道,故微硅粉混凝土的抗?jié)B能力很強,混凝土的滲透性隨著水膠比的增加增大,這是因為水灰比混凝土的密實性相對差些。
3、結(jié)束語
微硅粉作為混凝土摻合料的一種,能夠顯著的提高混凝土的抗折性能、抗壓性能、抗凍性能、抗化學腐蝕性能以及抗?jié)B性能,同時還可以減少環(huán)境污染,節(jié)約水泥和降低成本,是一項值得深入研究和應用的項目。