微硅粉在混凝土施工中的应用.doc

将硅铁合金冶炼过程中排出的粉尘微硅灰掺入到混凝土中，运用于公路工程施工实例较少，2005年滨州市公路局首次把水泥混凝土中参加微硅粉运用到工程实践中，取得了良好的效果。下面我就水泥混凝土中掺加微硅粉施工的一些心得做一下简要叙述。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，也有人叫硅粉,是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品，主要成分是SiO2，一般微硅粉的颜色在浅灰和深灰之间，SiO2本身是无色的，其颜色主要取决于碳和氧化铁的含量，碳含量越高，颜色越暗，另外加密的硅粉要比自然硅粉颜色暗。硅粉的粒径都小于1um，平均粒径为01um左右，是水泥颗粒直径的1100，所以硅粉能高度分散于混凝土中，填充在水泥颗粒之间而提高密实度，同时微硅粉具有很高的活性，能更快更全面的与水泥水化产生的氧氢化合物反应。一、应用历史微硅粉在混凝土中的应用研究可追溯到上世纪四十年代的挪威。七十年代末，北欧和北美对于微硅粉在混凝土中的应用研究也取得了长足的进步，八十年代初，中国对微硅粉混凝土作了大量的研究工作，并在水利工程中有较多应用，取得了良好的效果。水利部还颁布了“水工混凝土硅粉品质标准暂行规定”。另外，微硅粉在混凝土中应用的同时，受到技术进步和社会经济因素的有力促进，混凝土的耐久性越来越受重视。实践表明：普通混凝土工程在恶劣的环境中可能短时间内受到严重损坏，从而威胁工程质量大大降低工程的使用寿命。而采用水泥、硅粉和粉煤灰及减水剂配制出满足各方面要求的高性能混凝土，成功应用于各工程中，混凝土性能显著改善，将混凝土施工的灵活、快速和经济的优点提高到一个新的水平。二、工作原理运用于混凝土中填充颗粒空隙，提高体积密度和降低孔隙率。同时微硅粉在混凝土中具有火山灰反应，微硅粉水化形成的富硅凝胶，强度高于Ca(OH)2晶体，与水泥水化凝胶C-S-H共同工作。三、硅粉的种类及应用标准硅粉主要以二种形式供应，即原态微硅粉和增密硅粉。1、原态微硅粉，即通过收尘器直接收集得到的产品，松散容积约为150200kgm，原态硅粉一般采用袋装运输，由于密度很小，长途运输效率较低，使用时多采用人工直接破袋将微硅粉倒人混凝土搅拌机，工作环境粉尘大，工作效率低。2、增密微硅粉，为解决原态微硅粉不宜长途运输及效率低的问题，开发出了提高微硅粉松散密实度的“微硅增密技术”。这种技术使原态微硅粉在压缩空气流的作用下，滚动聚集成小的颗粒团，从而将微硅粉的松散容积提高到500700kgm，大大方便了使用，增密微硅粉小颗料团的颗粒凝聚力较弱，在混凝土搅拌机中的搅拌过程非常容易散开，因此微硅粉颗粒能在骨料投料后投入搅拌机，以保证增密微硅颗粒团散开和良好的分散。3、微硅粉的质量标准SiO2含量越高，微硅粉的性能越高，其他非SiO2杂质含量就低。微硅粉含量85%，微硅粉的碳在混凝土中含吸附部分引气剂，故，烧失量=7（控制碳和含水量）再次是微硅粉的细度要控制在45um，颗粒大的，筛分量在10以下。以前有的学者专家曾计算：以15的微硅粉取代水泥，则在混凝土中水泥颗粒与微硅粉颗粒数量的比例为1：2000000，由此可知微硅粉是一种超细粉末物质，其之所以提高混凝土的强度，关键在于提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度，能降低淡水，防止水分在骨料下表面聚集，从而提高界面过渡区的密实度和减小界面过渡区的厚度。微硅粉的粒径比水泥颗粒要小100倍，填充于水泥颗粒的空隙之间，其效果如同水泥颗料填充在骨料之间一样，增加混凝土的密实度。然而微硅粉在这些作用的前提条件之一，就是良好的分散于混凝土中。四、优点1、硅微粉是一种物理性质、化学性质均十分稳定的中性无机填料，不含结晶水，不参与固化反应，不影响反应机理。2、对各类树脂有良好的浸润性，吸附性能好，易混合，不产生结团现象。3、硅微粉粒度大小分布合理，致密性强，硬度大，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗压、抗冲击强度和耐磨性能，抗冲磨能力能提高0.52.5倍。4、能增大导热系数，改变胶粘性和增加阻燃性能。5、能降低环氧树脂固化反应的放热峰温度，降低固化物的线膨胀系数和固化物的收缩率，从而消除内应力，防止开裂。6、由于硅微粉的粒度细，分布合理，能有效的减少和消除沉淀，分层现象。7、硅微粉质纯，杂质含量低，物化性能稳定，使固化物具有良好的绝缘性能和抗电弧性能。8、硅微粉的化学成分为二氧化硅（SiO2），属惰性物质，与大部分酸、碱不起化学反应，硅微粉均匀分布、覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀性，抗空蚀能力提高316倍。9、硅微粉，堆积密度小：一种在0.2-0.8之间，一种在1.0-2.2之间。作为聚合物填充材料，较其他矿物性填品用量少，装载重量小，节省聚合物用量，因此可降低产品成本。10、抗冻性：微硅粉在经过300500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低1020%，而普通混凝土通过2550次循环，相对弹性模量隆低为3073%。因此可以提高混凝土的抗冻性。11、早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。五、硅粉混凝土的施工方法1、硅粉混凝土的拌和。用搅拌机拌和，按配方将材料准确称量，投料次序为水石子砂水泥硅粉用搅拌机搅拌1.5min，然后加入外加剂一胶乳再搅拌1.5min出机。混凝土拌好的象征是：各种材料拌和均匀，流动性好，不离析，塌落度控制在3cm以内，超过4cm则不得使用。2、硅粉混凝土的运输。拌好的硅粉混凝土水平运输和垂直运输时间不得超过10min。3、硅粉混凝土的入仓浇筑。浇筑过程应1次浇完，不得中途停止。由于机械故障等原因产生冷缝，应停止浇筑，等先浇混凝土具有一定强度(一般等24h后)，按施工缝处理后(处理方法与基面处理相同)，再浇筑剩余部分混凝土。浇筑宜从左或右向一个方向入仓，经平仓后，先用插入式振捣器，后用平板振捣器提浆，振捣时间较普通混凝土稍长一些，要振捣密实不能漏振。平仓振捣后收抹面的工人应抓紧拍打出浆并抹面，一般应收抹3次4次，使其表面光滑平整，无空洞、麻面和无贯穿性裂缝，不平整度控制在5mm以内。4、养护。新浇硅粉混凝土经振捣收抹后停1h3h(根据现场气温具体确定)，立即加盖塑料薄膜，防止雨淋和表面蒸发产生裂缝，24h内严禁人踩或堆放杂物。经36h48h后，去掉塑料膜，加盖草袋，按水工混凝土养护规程及时洒水养护。六、使用中应注意的问题1、配合比设计1）相容性：微硅粉应与减水剂、粉煤灰、矿粉、纤维等相容性良好。2）坍落度：由于其填隙效应，混凝土的粘滞性较高，因此掺微硅粉混凝土的坍落度设计要求比普通混凝土高23cm；3）掺入量：制造高强度及喷射混凝土，微硅粉掺入量为水泥量的612%；对于水下工程混凝土，其掺量略高；而将微硅粉作为助泵剂使用时，掺入量减为2%左右。通过配合比试验确定最终配合比。2、加料与搅拌1）通常混凝土工业使用增密型微硅粉，因此可选择人工加料或自动加料。2）由于微硅粉独有的超细特性，微硅粉要求在骨料投料后立即投入，不得将粉状微硅粉加入已拌和妥的混凝土中。3）掺入微硅粉混凝土的搅拌时间比普通混凝土要延长3040s，以获得良好的均匀性。4）掺入微硅粉混凝土的运输没有特别要求，与普通混凝土相同。注意一点就是运输时间不得超过10min。3、浇注和养护1）微硅粉混凝土的振捣要求密实，不得漏振、欠振，也不得过振。一般振捣时间为1030s；2）要求混凝土连续供应，以防止冷接茬，造成隐患。接茬时间不得超过100min；4）微硅粉混凝土养护过程中防止水份的过早蒸发