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凝聚微硅粉,凝聚微硅粉掺量

凝聚微硅粉,凝聚微硅粉掺量

    发布时间:2022-01-12

    内容简介:硅粉与减水剂配合使用时,掺入硅粉后的水灰比保持不变,即不增加用水量,流动性可与不掺硅粉的混凝土相同,硅粉混凝土的强度等性能可大幅度提高。虽然抗压强度高达100MPa的高性能混凝土可以用纯水泥制成,但使用硅粉会容易得多。...

 

硅粉(microsilica或silicaafume),也称为微硅粉,学名;硅粉;,硅灰又称硅灰,是在工业电炉内高温冶炼工业硅和硅铁过程中随废气逸出的烟尘收集处理而成。学名;硅粉;,硅微粉或硅微粉是在工业电炉内高温冶炼工业硅和硅铁过程中随废气逸出的烟尘收集处理而成。在逸出的烟尘中,SiO2的含量约占烟尘总量的90。其粒径很小,平均粒径几乎为纳米,因此被称为硅粉。

硅粉混凝土配合比设计主要根据设计要求确定硅粉的拌和方法、硅粉的良好掺量、减水剂的最佳掺量、砂石的调整,其余按普通混凝土的设计方法进行。

a) 硅粉的搅拌方法:混凝土中硅粉的搅拌方法一般有两种:一种是内部搅拌,另一种是外部搅拌,应与减水剂配合使用。内掺法通常采用硅灰代替水泥,可分为等置换法和部分等置换法。等量置换为硅粉代替等量水泥,部分置换为1kg硅粉代替1~3kg水泥。经研究,一般掺量为5~30,水灰比一般保持不变:外掺法是指将硅灰作为外加剂掺入混凝土中,但水泥用量不减少,掺量一般为5~www.khyzd.cn。通过一般添加方法获得的混凝土力学性能要高得多,但混凝土中胶凝材料的数量增加。

b) 硅粉掺量好:混凝土中硅粉掺量太少不会改善混凝土的性能,但掺量太多会使混凝土太粘,施工困难,干缩变形大,抗冻性差。因此,在添加硅粉时,有必要找出最佳含量,以获得良好的效果。一般来说,当含量小于10时,效果是令人满意的。硅粉的适当含量通常通过选择几种硅粉含量来确定,例如3、5、7和10,形成混凝土试样,并根据所用硅粉、水泥类型和骨料特性绘制r-sf(强度硅粉含量)曲线。值得注意的是,硅粉价格较高,在确定硅粉的良好含量时还应考虑技术经济指标。

c) 减水剂的好用量:在混凝土中使用硅粉时,如果要在不使用减水剂的情况下保持相同的流动性,必须增加用水量和水灰比,掺硅粉混凝土的强度不能提高,这也是过去硅粉没有在混凝土中普及的原因。硅粉与减水剂配合使用时,掺入硅粉后的水灰比保持不变,即不增加用水量,流动性可与不掺硅粉的混凝土相同,硅粉混凝土的强度等性能可大幅度提高。我国普遍使用萘系减水剂,如健1、h、dh3、FDN、NF、N2b等,其含量一般小于橡胶材料用量的1,有时为了降低水灰比,在超高强混凝土中掺入2~3的减水剂。

d) 砂石用量调整:一般不需要调整砂石用量。对于硅粉的添加,应扣除与硅粉体积相等的砂石体积。

强度效应

虽然抗压强度高达100MPa的高性能混凝土可以用纯水泥制成,但使用硅粉会容易得多。对于制备强度超过100MPa的混凝土,硅粉几乎是必不可少的。硅粉同时用作混凝土的填充材料和火山灰材料。使用硅粉后,水化泥浆中的孔径大大减小,孔径分布得到改善,从而提高了强度,降低了渗透率。例如,研究结果表明(ceb2fip1988)为了获得70MPa的混凝土强度,使用纯水泥需要0.35的水胶比,当添加8硅粉时,水胶比可以为0.50。由于硅灰颗粒非常细,它们可以在很早的时间内与火山灰发生反应。根据Carette和Malhotra(1992),硅粉对混凝土强度的贡献主要在28d之前。因此,就长期强度增长而言,一般认为硅粉混凝土不如纯水泥混凝土或粉煤灰混凝土。almad(1994)引用的硅粉对NSC强度发展的试验结果表明,硅粉含量的增加降低了早期的相对强度发展。1992年,Sandvik在65mpa混凝土中也发现了这种现象。

然而,尽管在相同水胶比下,硅粉混凝土的早期相对强度发展慢于纯水泥混凝土,但硅粉混凝土的强度高于纯水泥混凝土,因为硅粉的加入大大提高了混凝土的强度。另一方面,经验表明,HPC的早期强度发展快于NSC。虽然高性能混凝土的凝结时间可能会稍微延迟,但由于减水剂和硅灰的作用,凝结后的水化会大大加快。结果通常是凝结后强度发展非常快。

对于在空气中干燥或养护的具有极低水胶比的硅粉混凝土试样,有抗压强度收缩的报告(Delarard和aiticin 1993)。这种强度降低通常发生在老化90天后,这通常被认为是由内部自干和干燥裂纹引起的。然而,许多其他研究人员的实验室和现场研究表明,高性能混凝土的后期强度并未降低。例如,对6种不同HPC的3个月至3年的所有钻孔岩芯样品的测试结果表明,其强度正在增加。当然,与NSC相比,HPC的长期强度增长潜力较小。

耐久性效应

混凝土的耐久性包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗钢筋侵蚀性和抗冲击磨损性。这里我们只讨论它对混凝土抗冻性、抗渗性和抗化学侵蚀性的影响。

a) 抗冻性:当硅粉含量较小时,硅粉混凝土的抗冻性与普通混凝土基本相同。硅灰含量超过15时,其抗冻性较差。通过大量试验,这一观点已基本得到证实。主要原因是当硅粉掺量超过15时,混凝土的膨胀增大,相对动弹性模量降低,抗压强度急剧下降。从混凝土的内部特性来看,比表面积小,间距系数大。

b) 抗渗性:由于硅粉颗粒较小,比水泥颗粒小20~100倍,可填充到水泥颗粒之间的空隙中,使混凝土密实。同时,硅灰的二次水化和新产品堵塞了混凝土中的渗透通道。因此,硅粉混凝土的抗渗性很强,混凝土的渗透性随着水胶比的增加而增加,这是因为水灰比混凝土的密实度相对较差。

c) 耐化学腐蚀性:在混凝土中加入硅粉可以降低Ca(OH)2的含量,增加混凝土的密实度,有效提高弱酸的腐蚀能力,但在强酸或高深度弱酸中不起作用。由于混凝土中的CSH在酸中分解,另外,它能抗盐腐蚀,特别是氯化物和硫酸盐,所以它能抗酸盐腐蚀,原因是硅粉混凝土密实,孔结构得到改善,它降低了有害离子的传输速度和可溶性Ca(OH)2和钙矾石(3CaO·;Al2O3·;3caso4·;32h2)的形成,并增加了水化硅酸钙晶体的结果。

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