硅灰(微硅粉)虽然能够有效地改善硬化水泥浆体和混凝土微结构,微硅粉但是由于硅粉的粒径小,比表面积大,所以水泥浆体和混凝土掺入硅粉后,随着硅粉掺量的增加,需水量增大,自收缩也增大。因此,一般将硅粉的掺量限制在5%~10%之间,并用高效减水剂来调节需水量,同时,水泥、硅粉、外加剂之间存在一个相容性问题,因此,在利用硅粉时必须注意其应用条件。由于混凝土中掺加硅粉后,可能导致混凝土的自收缩,而掺加硅粉的混凝土一般是有特殊要求的混凝土,因此,在混凝土中利用硅粉对硬化水泥浆体和混凝土性能的有利作用的同时,必须尽量减少由硅粉带来的不利影响,解决这一问题的最有效的办法就是掺加硅粉的同时掺加其它火山灰材料或其它物质,让它们取长补短以取得更好的技术经济效果。目前,研究较多的是采用超细矿渣与硅粉复掺,或采用粉煤灰与硅粉复掺。另一个对硅粉应用条件研究较多的领域是采用硅烷对硅粉表面进行预处理后掺加到水泥浆体或混凝土中或直接将硅烷与硅粉同时掺加到水泥浆体或混凝土中,它们都能改善新拌水泥浆体和混凝土的工作性,从而改善硬化水泥浆体和混凝土的微结构。 微硅粉是国内外高新技术领域中具有广阔应用前景的优良材料,可广泛应用于化工、冶金等行业。用于水泥或混凝土中可改善水泥或混凝土的性能,配制具有超高、强高、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透、抗冻、早强的特种混凝土或复合水泥,以适应油田固井、海洋油田钻井平台、海港码头、铁路桥梁高速公路、飞机场跑道、隧道及城市高层建筑等工程的特殊要求;用于橡胶中可提高橡胶的延伸性、抗撕裂性和抗拉强度;用于耐火材料和陶瓷制品中,有效提高产品的强度和耐久性。
1.微硅粉混凝土用在水利水电工程上,可以提高工程的抗磨蚀能力国内外传统的抗磨蚀材料多用环氧砂浆等高分子材料,这类材料抗磨蚀能力虽好,但由于它本身线膨胀系数数倍于基底普通混凝土,与基底混凝土温度适应不好,在自然气候条件下容易开裂脱落,且施工复杂,有毒性,成本昂贵,不能大面积推广应用。而使用微硅粉混凝土,抗冲磨蚀能力提高一倍左右,抗48m/s流速级的抗磨蚀能力提高3倍以上。
2.微硅粉混凝土用在水利工程上,可以提高工程的抗裂性能水工混凝土裂缝,已成为人们普遍关注的大问题。裂缝的原因是由于材料本身的水化热升温,如在混凝土中掺入粉煤灰,虽可以降低化电热升温,但早期强度比较低,使粉煤灰用量受到限制。
3.微硅粉混凝土可以提高抗渗透性能和抗盐蚀性能,保护钢筋。
水下工程中由于氯离子渗入混凝土中,引起钢筋快速锈蚀,混凝土脱层,寿命短,破坏性严重。水下混凝土浇筑一般采用导管法,由于水泥浆的散失,使其与基层不能很好粘结,并且降低与水接触部分的强度。在水下混凝土中掺入微硅粉后,这些问题均能得明显的改善。
4.微硅粉混凝土用在交通公路路面的抢修上,具有极强的耐磨特性
用普通混凝土浇筑道路,需要28天才能正常通车,一般早强混凝土也要3天才能通车,混凝土公路路面损坏是不可避免的。用常规的方法修复,常常要造成交通中断,从而带来严重的经济损失。而使用具有早强及耐磨特性的微硅粉混凝土,经实际运用效果十分理想。飞机场的跑道要求使用80MPa以上的混凝土并且耐磨性能好,微硅粉也可大显身手1、水利水电工程:大坝进水闸,引水渠道,隧洞,调压井,主厂房下部结构(特别是水机蜗壳)等水工建筑物,充分利用硅粉混凝土具有良好的防水、抗渗、耐冲磨和抗空蚀的特性。从1982年起,先后在葛州坝、大伙房水库、映秀弯电站、龙羊峡电站等修补和维护的工程中推广应用,通过几个汛期的考验,效果很好。目前微硅粉混凝土在二滩电站、紫坪铺水利枢纽、黄河小浪底水利枢纽工程中大量使用后,也都取得了很好的效果。
2、工民建工程:微硅粉混凝土具有早强、高强特点,大量用于工业厂房、高层建筑。如辽宁鞍山国际大酒店 C50混凝土、北京市财税大楼 C110混凝土等。既可增加强度,减小构件截面尺寸,缩短工期,又可节省工程造价。
3、公路建设:充分利用微硅粉混凝土的早强、高强、耐磨性能,可以修建高等级公路、机场跑道、公路遂道及路面抢修等工程。仪征化纤公司在厂区中心干道用硅粉混凝土修建道路,12小时抗压强度达到 25Mpa,抗磨蚀提高 1倍,24小时抗压强度达到 37Mpa,超过设计要求的 C20混凝土。
4、港口、桥梁、盐水工程:微硅粉混凝土致密度高,同时具有很高电阻率,不易形成电化学破坏,增强了抗锈蚀性能。香港青马大桥、江苏连云港木材码头、重庆大佛寺长江大桥就是成功应用范例。
5、喷射混凝土工程:混凝土中掺入微硅粉后,显著改善了塑性混凝土粘附性能和凝聚性,大幅度降低了回弹量,增大喷射混凝土一次成型厚度,缩短工期,节省了工程造价。在欧美国家,75%的喷射混凝土都掺入硅粉,而挪威和瑞典,微硅粉是喷射混凝土的必备材料。