微硅粉在高性能混凝土中的应用探讨.doc

微硅粉在高性能混凝土中的应用探讨 微硅粉在高性能混凝土中的应用探讨 一、微硅粉在我国的生产和在混凝土中应用的现状? ????? 我国对微硅粉的应用研究和回收利用起步较晚，大部分硅铁生产企业对微硅粉的回收不够重视，一些规模较大的企业尽管回收了微硅粉，但没有发现其中的价值，而且这些回收来的微硅粉二氧化硅含量大多数都不达标，尚属粗放型的工业副产品。近几年，由于国家对环保的重视，逐步加强了对污染企业的管理，特别是国内对高强混凝土需求的增加，许多铁合金生产企业配备了收尘设备，并开发、引进了加密技术。使得我国微硅粉产品得到迅猛发展。? 我国微硅粉主要应用于混凝土和耐火材料领域。微硅粉混凝土已应用在重要工程如建造高层大厦、抗冲刷磨损、抗渗漏等工程，早在1986年我国已将硅砂浆应用于葛洲坝水闸的修补和2000-3000m3蓄水池的防渗，三峡电站、二滩电站、紫坪铺电站、黄河小浪底电站、福建水口电站、青海龙羊峡电站等水利水电工程和上海杨浦大桥、香港青马跨海大桥、江苏连云港木材码头等工程的防渗及抗冲磨部位，以及用于高强度抗渗工程如上海黄埔江越江隧道工程，微硅粉混凝土还用于抗硫酸盐、氯酸盐、钢筋防锈和提高耐久性工程，如我国在沿海建造的水下采油平台等，目前随着我国高铁和核电项目的快速发展，微硅粉也得到大力推广和使用，如京沪高铁?、沪宁高铁、福建闽清核电、广东台山核电等。?? ?二、微硅粉的属性?? 1、概述 ? 微硅粉（学名“硅灰”，Microsilica或Silica Fume），系在冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的硅蒸汽氧化后，经特别设计的收尘器收集得到的无定形、粉末状的二氧化硅（SiO2）。微硅粉平均粒径在0.15~0.20μm，比表面积为15000~20000m2/kg，具有极强的表面活性。近20年来，微硅粉在国内外建筑、化工、冶金等领域获得了广泛的应用。其中大量的微硅粉主要用于水泥或混凝土掺合料，以改善水泥或混凝土的性能，配制具有超高强（C80以上）、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透、抗冻、早强的特种混凝土，用于大坝、大型水库、水电、海港码头、铁路桥梁、高速公路、飞机场跑道、隧道及超高层建筑等工程。?? 2、微硅粉的物理性质?? （1）颜色：微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。?? （2）粒径：微硅粉的平均粒径为0.15~0.20μm左右，是水泥颗粒直径的1／100，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。? （3）比表面积：15000-20000m2/kg?? （4） 比重的密度：硅粉主要有两种供应形态，即原态微硅粉和增密微硅粉。?? a、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150－300kg／m3，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。? b、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 350－700 kg／m3，大大方便了使用，增密微硅粉小颗粒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。?? 下表为微硅粉与水泥、矿渣、粉煤灰等的物理性能比较，由表可见，硅粉的比重约为水泥的2/3，但密度却只有水泥的1/6左右。?? 项目 硅粉 水泥 矿渣 粉煤灰 比重N/m3 21000 31500 29000 21000 密度kg/m3 200-300 1200-1400 1000-1200 900-1000 ? ? ? ? ? 比表面积m2/kg 20000 200-500 ? - 200-600 （5）颗粒形态与矿相结构：硅灰在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料，微小的球状体可以起到润滑的作用。?? 3、微硅粉的化学成分?? 微硅粉的化学成分见下表，以TOPKEN?90系列微硅粉化学指标为例：?? 检验项目 检测值 标准要求 SiO2（%） 90. 49 ≥85 ? K2O（%） 1.