高性能硅粉混凝土的探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高性能硅粉混凝土的探讨 摘要:硅粉混凝土作为一种新型的 高性能混凝土，硅粉具有与硅酸盐水泥 独特 中国论文网 /2/view-12798274.htm 的互补性能。对硅粉在混凝土中 的作用机理及其对混凝土耐久性的影响 进行了探讨。 关键词:硅粉混凝土，作用机理， 耐久性 Abstract:The advanced characters silic power concrete is one new kind of concrete, silic power has the same exact characters of cement. The reason and durability -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 of silic power concrete had discussed. Key words: silic power concrete，reason，durability 中图分类号：TU528.文献标识码： A 文章编号： 一引言 硅粉混凝土作为一种新型的高性 能混凝土，适于在高寒地区水利工程的 应用，其应用前景十分广阔。自从 1982 年挪威技术研究院对硅粉混凝土的性能 首次进行了综合研究以来，人们对硅粉 进行了不断地研究，由于硅粉具有与硅 酸盐水泥独特的互补性能，现在已被确 定为一种新型的辅助胶结材料而被广泛 应用。 高层建筑法兰克福德国银行办公 楼(高 186 m、地上 47 层、地下 4 层) 技 术经济优点1：拦截面小，增大使用空 间，减少钢筋用量。C85 混凝土，实际 56 d 强度 112 MPa，抗弯强度 41 MPa， 弹性模量 36 GPa。水泥 42 5#450 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 kg/m3，硅粉 35 kg/m3，天然砂 660 kg/m3，砾石 1170 kg/m3，水 155 kg/m3。 南瓦克大坝消力池设计方案比较， 板厚 15 m，由于池内有涡流推动砂石运 动，使钢筋混凝土底板快速磨损，局部 磨损深度达 11 m。19731974 年采用钢 纤维混凝土重新铺设的底板耐磨性也不 好；1983 年使用抗压强度80 MPa，含 硅粉 HSC 再次进行维修。1994 年对消 力池进行的检查显示，HSC 维修的底板 经 10 年运行的磨损轻微，寿命预计在 20 年以上。而以前普通强度混凝土底 板的寿命不足 7 年。如此大的寿命差异， 使用高耐磨 HSC 显然是经济的，这也 是此后在水利工程抗冲磨部位广泛应用 的原因。美国从 1987 年开始的战略公 路研究项目(简 SHPR)，致力研究和推 动应用高性能混凝土(HPC)建造公路桥 梁，预期将钢筋混凝土桥梁寿命从目前 的 4045 年提高到 75100 年。 二硅粉和硅粉的作用机理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 2.1 硅粉的特性 硅粉是硅铁和硅金属生产中的工 业尘埃，它是在冶炼硅、铁合金时由电 弧炉中高纯度石英与焦碳发生还原反应 而生成的。硅粉具有以下特性： 是一种非常细的粉末，主要成 分是颗粒极细(0.10.2m)的无定型的 SiO2。它的平均粒径比水泥小 100 倍， 比表面积约为 1520 m2/g； 因为硅是从蒸气冷凝而得，故 其粉末具有非常完美的球状形态； 这种粉末含 85%95%以上玻 璃态的活性 SiO2； 硅粉的比重为 2225，松散容 重为 200300 kg/m3。 硅粉掺入混凝土后，对新拌和硬 化混凝土的作用与上述几个特性有关。 硅粉的主要品质指标是它的 SiO2 含量 和细度。SiO2 含量越高、细度越细， 其对混凝土的改性效果也越好。因各国 的试验方法不同，其对硅粉主要品质指 标的规定也不相同1。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 2.2 硅粉的作用机理 硅粉具有极强的火山灰性能。其 作用机理是当把硅粉掺入混凝土中后， 硅粉和水接触，部分小颗粒迅速溶解， 溶液中富 SiO2 贫 Ca 的凝胶在硅粉粒子 表面形成附着层,经过一定时间后，富 SiO2 和贫 Ca 凝胶附着层开始溶解和水 泥水化产生的 Ca(OH)2 反应生成 CSH 凝胶。 三硅粉对混凝土物理性能的影响 3.1 影响混凝土用水量 掺入硅粉可以改变混凝土的一些 重要物理性能指标，硅粉颗粒可以填充 相对较大的水泥颗粒的孔隙，减少孔隙 的体积，但硅粉比表面积很大对和易性 的影响更大。因此，一般用水量要随硅 粉掺量的增加而增加。但为了保持流动 度不变，在掺入硅粉的同时，一般都要 加入高效减水剂或超塑化剂。 3.2 改善和易性 改善和易性在水泥用量 1000)占 总孔隙的体积比越高，对抗介质渗透性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 越不利。对于普通混凝土，根据资料， 当水灰比0.6 时，混凝土的可渗透性急 剧增长；而对于水灰比0.4 的混凝土， 可认为是基本不渗透的。对于掺入一定 量的硅粉的高性能混凝土，水灰比通常 0.4(最小的为 0.18)，且有超细微粒填 充。因此，掺入硅粉的高性能混凝土具 有非常好的抗渗能力。提高抵抗化学侵 蚀的能力。加入硅粉可以明显地降低混 凝土的渗透性及减少游离的 Ca(OH)2， 从而可以提高混凝土抗化学侵蚀的性能。 5.2 抗碱骨料反应性 加入硅粉可改善混凝土中的碱骨 料反应，因为硅粉粒子改善水泥胶结材 料的密封性，减少了水分通过浆体的运 动速度，使得碱膨胀反应所需的水分减 少，也可减少水泥浆孔隙液中碱离子 （Na+ 和 K+）的浓度。另外，在有硅粉 时所形成的 CSH 有一较低的钙硅 比，可以增加晶体容纳外来离子（碱分 子）的能力，从而减少了还原成硅和石 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 灰凝胶的危险性 5.3 防钢筋腐蚀性 防钢筋腐蚀性混凝土的高碱性， 给普通钢筋混凝土中的钢筋提供了形成 钝化膜的条件，一旦钝化膜破坏，钢筋 就会发生电化学腐蚀。腐蚀速度取决于 水分以及氧气进入混凝土的速度。抗磨 蚀性中的高速水流泄水建筑物护面材料， 具有高抗冲磨与抗空蚀要求，可以通过 改善密实性增加电阻率，从而使抵抗钢 筋锈蚀的性能得到很大改善。硅粉改善 电阻率是与硅粉含量有关，混凝土中加 入硅粉可以改善混凝土的抗磨蚀性。 六结语