微硅粉在混凝土施工中的应用!!

微硅粉在水泥混凝土中的应用分析随着高速公路在我省的迅猛发展，一些大跨径、施工高度超过100m的现浇箱梁桥梁在设计中大量出现，对水泥混凝土性能提出了更高的要求，而云南省内粉煤灰基本为Ⅱ级，缺少Ⅰ级粉煤灰，磨细矿渣粉基本就是S75级，难以满足配制高性能混凝土的要求，但是保山、怒江等地微硅粉产量较大，临近滇东北的成都市也有丰富的微硅粉资源，这些都为我们将微硅粉应用于高性能混凝土提供了保障。

相较粉煤灰和磨细矿渣粉，微硅粉的掺加在改善水泥混凝土综合性能方面有明显的优势。

1.化学性能微硅粉，也叫硅粉，学名“硅灰”是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的装置收集处理而成。

是一种超细的硅质粉体材料，外观为灰色或灰白色粉末，比表面积为15000～25000㎡/㎏，平均粒徑在0.1～0.3µm，硅灰是一种活性很高的火山灰物质，其主要成分是二氧化硅，属于无定型物质，活性高，颗粒细小，表面较为光滑，具有优良的理化性能，硅灰化学成分见下表：2.在国内外的应用对微硅粉的研究应用，国外起步较早，早在120世纪50年代挪威就开始了微硅粉的生产应用方面的研究，并在20世纪70年代开始实际应用，我国在20世纪80年代中期才开始水电工程中进行试用，随着科学技术的不断进步和工程发展的需要，微硅粉作为改性材料引起广泛重视，已经成为配制高性能混凝土不可或缺的部分，在混凝土中掺加一定量的微硅粉，结合应用高效减水剂，使混凝土各方面的性能都得到显著改善.我国于2002年制定相应的国家标准《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736），并在东海大桥等重点工程中得到应用，取得了良好的社会效益和经济效益。

3.作为水泥混凝土中矿物掺合料的主要作用微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水泥水化物反应生成凝胶体，在水泥混凝土中掺加适量的微硅粉，可起到如下作用：3.1 用于公路路面和飞机跑道中，可以大大提高混凝土早期强度和耐磨性能；3.2用于喷射混凝土中，可显著改善混凝土粘附性，大幅度降低回弹量，增大喷射混凝土一次成型厚度，缩短工期，节省工程造价；3.3用于泵送混凝土中，可明显改善拌合物的可泵性，大幅度降低泵送阻力；3.4可明显控制拌合物离析、防止泌水；3.5可显著改善混凝土的抗化学侵蚀性能，提高其耐久性；3.6可显著提高抗压、抗折、抗渗、耐磨性能；3.7可显著提高早期强度，加快模板周转，尤其是对预应力混凝土，经济效益更为明显；3.8优质微硅粉是配制C60及以上混凝土不可或缺的重要材料；3.9可抑制碱骨料反应；3.使用方法及注意事项微硅粉混凝土应严格按照试验室配合比施工，其掺量应为胶凝材料的5～10%（采用内掺法），如掺量太少，对混凝土性能改善不大，如掺量太多，则混凝土发粘，且干缩变形大，最大掺量不得大于10%上限，一般情况下，在配合比试验时，在单位用水量不变的前提下，一份微硅粉可代替3～5份水泥（以质量计），具体掺量应经试验确定，配合比设计可采用正交法。

混凝土中添加硅灰石粉的效果及使用方法一、背景介绍混凝土是一种常见的建筑材料，但其强度和耐久性常常受到一些因素的影响，如水泥的品质、混凝土配合比等。

为了提高混凝土的性能，人们开始研究添加一些特殊的材料，其中硅灰石粉是一种常见的添加剂。

二、硅灰石粉的基本特性硅灰石粉是一种细粉末状的物质，其主要成分是SiO2和CaO。

硅灰石粉通常是由石灰石和石英石的混合物煅烧而成，其颗粒大小一般在几微米到几十微米之间。

三、添加硅灰石粉的优势1、提高混凝土的强度：硅灰石粉可以填充混凝土中的微孔和细缝，从而增强混凝土的密实性和强度。

2、提高混凝土的耐久性：硅灰石粉可以减少混凝土的渗透性，从而防止水分和气体的侵入，延长混凝土的使用寿命。

3、提高混凝土的环保性：硅灰石粉是一种天然材料，使用硅灰石粉可以减少对环境的污染。

4、降低成本：硅灰石粉的价格相对较低，使用硅灰石粉可以降低混凝土的成本。

四、硅灰石粉的使用方法1、控制硅灰石粉的掺量：硅灰石粉的掺量应根据混凝土的配合比、施工条件和要求等因素综合考虑，一般掺量在10%~20%之间。

2、混合硅灰石粉和水泥：硅灰石粉应在水泥中搅拌均匀，使硅灰石粉和水泥充分混合，然后再与其他混凝土原材料混合。

3、注意控制混凝土的水灰比：硅灰石粉的掺入会使混凝土的水灰比降低，因此应根据需要调整混凝土的水灰比。

4、注意控制混凝土的施工温度：硅灰石粉在低温下易吸潮结块，在高温下易发生反应，因此在混凝土施工时应注意控制温度。

五、硅灰石粉的效果1、硅灰石粉能够提高混凝土的强度和耐久性，降低渗透性和裂缝的发生率。

2、硅灰石粉能够改善混凝土的性能，增强混凝土的密实性和稳定性。

3、硅灰石粉能够降低混凝土的成本，并提高混凝土的环保性。

六、注意事项1、硅灰石粉应存放在干燥通风的地方，避免受潮和结块。

2、硅灰石粉应在混凝土配合比设计时考虑，避免过量使用。

3、硅灰石粉应与混凝土其他原材料充分混合，确保均匀分散。

4、在混凝土施工前，应进行试验，确保硅灰石粉的添加对混凝土性能的影响符合要求。

微硅粉，也称硅灰，它有着巨大的比表面积。

自本世纪50年代在挪威开始对其在水泥混凝土中的应用进行研究，70年代以来，欧美各国对这种材料广泛注意，开展了大量研究工作。

由于这种材料的引入，可使砂浆、混凝土的孔隙与渗透性大大降低，给强度和耐久性带来明显改善，因而有广泛的使用范围。

微硅粉颗粒的平均粒径一般为0.1—0.3um，比表面积达2.0—3.5万平方米/千克，约比粉煤灰大50倍，比水泥粒径大100多倍，掺入水泥混凝土中，可增加混凝土拌合韧柔润粘聚性和硬化混凝土填充致密性，具有显著的超微粉集料效应。

微硅粉在急剧冷凝的气、液、固相变过程中，形成大小不一，表面光滑的球状微粒在水泥混凝土中可起润滑减小颗粒之间内摩擦阻力的作用，利于扩散填充微孔隙，增强致密性的微细颗粒形态效应明显。

由于硅灰冷凝的过程极为迅速，致使二氧化硅来不及形成晶体，其晶体结构属于无定形二氧化硅，为高活性的火山灰物质，掺于水泥混凝土中可显著提高其抗冲磨、抗浸蚀、抗渗、抗冻等性能，有显著的火山灰效应。

在整个微硅粉应用发展历程中，我们对如何最佳地使用微硅粉积累了丰富的经验。

下面是一些总结：·微硅粉并不适用于所有场合。

制定混凝土技术要求的人员必须仔细分析特定的使用场合，并确认使用微硅粉能够得到预期的结果。

·微硅粉必须使用在合适组成(配合比) 的混凝土中，应为低水胶比(w/ cm) 和含高效减水剂混凝土。

早期的研究发现，采用微硅粉的混凝土配合比中，水胶比为0.6 或更高，不合理。

·微硅粉与其它辅助胶凝材料的组合使用正在增长。

起初，这些材料被看作是相互竞争的材料，但现在越来越广泛地认识到：最好的混凝土往往是组合使用这些材料的结果。

·单位体积混凝土的微硅粉用量在减少，特别是暴露在氯盐环境的混凝土。

最初的桥面板混凝土含12 %～15 % 微硅粉(以水泥重量计)，然后的几年微硅粉掺量降低到8 % 左右。

目前，如果与粉煤灰或磨细矿渣组合使用，则微硅粉掺量降低到5 % 左右。

摘要：微硅粉也叫硅灰（Microsilica 或 Silica Fume）,是在冶炼硅铁合金或工业硅时由袋式除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。

结合使用高效减水剂的使用，可赋予混凝土高强、抗冲磨、抗空蚀、抗渗、抗腐蚀等一系列高性能，使混凝土具备良好的和易性和流动性。

关键词：微硅粉；混凝土施工应用一、应用历史二十世纪七十年代，北欧和北美开始把微硅粉应用在实际工程中。

八十年代中，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。

二、微硅粉在混凝土中的作用机理微硅粉具有微粒填充效应和火山灰效应两种优点，能改善新拌混凝土的泌水性、粘聚性，有效提高了混凝土的泵送能力；能显著提高混凝土的早期强度和后期强度；大幅度地提高混凝土的密实度、抗渗性能、抗冻性能、耐腐蚀性能等，从而达到全面提高混凝土质量的目的，其作用机理如下：1.物理作用：微硅粉填充颗粒间的孔隙，使浆体更致密；改善水泥、骨料的微观组织结构，提高水泥与骨料之间的粘结强度；能降低混凝土拌合物泌水，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；因而提高混凝土材料的宏观物理力学性能，包括强度、抗渗性、耐久性、弹性模量等。

2.化学反应作用：高细度的微硅粉中的无定型SiO2具有较高的火山灰活性，在混凝土中与水泥水化产物Ca(OH)2 反应, 生成水化硅酸钙（CSH）凝胶，堵塞混凝土毛细管，使管孔变小且不连续，提高混凝土密实性，另外Ca(OH)2不断被消耗会加快水泥水化的速度，提高混凝土的早期强度；生成的水化硅酸钙（CSH）凝胶强度远大于Ca(OH)2凝胶。

三、微硅粉的种类及应用标准1.微硅粉的种类微硅粉在混凝土施工中主要以二种形式供应，即半加密微硅粉和高加密微硅粉。

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150－180kg ／m3。

引言微硅粉也称硅粉、硅灰，是高温冶炼合金过程中，通过烟道排出的硅蒸汽经过特殊的收尘设备回收的无定型非晶体超细高活性的粉体材料，自然状态呈白色，随着密度的增大，颜色逐渐加深。

微硅粉的主要化学成份是SiO2，平均粒径约0.1～0.15μm，为水泥平均粒径的几百分之一，比表面积15000～27000m2/kg ，具有极强的表面活性[1]。

微硅粉是一种无需经过粉碎加工的超细高活性的粉体材料，被广泛应用在高强高性能混凝土、特种水泥、水利水电工程、耐火材料、化工等领域。

混凝土行业是微硅粉综合利用中研究最早、成果最多、应用最广的一个领域。

将微硅粉作为掺合剂加入混凝土中可改善混凝土多方面的性能，如显著改善塑性混凝土粘附性能和凝聚性，大幅度降低回弹量，增加喷射混凝土一次成型的厚度，缩短工期, 节省工程造价等[2]；在高强度混凝土中，微硅粉作为掺合料配制高强混凝土, 其强度等级可以达到100MPa以上。

合理的微硅粉掺量能提高混凝土的强度，显著改善塑性混凝土粘附性能和凝聚性，并且降低成本，但掺量一定要通过试验确定，否则可能起不到增加强度和降低成本的效果。

在生产实际使用时，要注意生产控制的各个环节，比如螺旋功率和输送量的控制、搅拌时间控制、出站检测及现场养护的交底等。

本文将研究微硅粉的掺量对混凝土强度和其他性能的影响，为得到综合性能较佳的混凝土提供一种较为可行的配合比和工艺。

1、试验部分1.1 原材料水泥：P·O 42.5普通硅酸盐水泥。

微硅粉：活性指数110%，其性能指标见表1。

矿粉：S75级。

砂石：昆明市场上的材料，压碎值不低于Ⅱ类砂石材料的标准。

减水剂：羧酸系高效缓凝剂，减水率不低于30%。

粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰。

表 1 微硅粉性能指标1.2 混凝土的制备及性能测试按公司实际的生产使用配合比，按水泥被微硅粉取代量：微硅粉量=1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1进行试验，用实验室的小型搅拌机进行试拌后用100mm×100mm× 100mm的专用模具装模成型，拆模后放入混凝土标准养护室进行龄期养护，按GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验标准方法》、GB/T 50081—2019《普通混凝土力学性能试验标准方法》对混凝土的工作性能及抗压强度进行检测，根据测试结果确定微硅粉的最佳取代比例。

水泥与混凝土生产 Cement and concrete production6硅灰在混凝土中的应用试验周德立 龙运兰（新疆天业集团天伟水泥有限公司， 新疆 石河子）中图分类号：TQ172.44 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2020）04-0006-01摘要：硅粉是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成;是水泥活性混合材料，具有潜在的活性激发性能，替代部分水泥在混凝土生产中，可以改善混凝土性能，经济效益显著。

关键词：混凝土；强度；性能1 硅粉的慨述硅粉，也叫微硅粉，又叫硅灰，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。

化学组成 （％） Wt loss SiO2 Fe2O3 CaO MgO R2O SO3 cl- ∑ 0.80 2.2096.190.050.20 0.300.360.01 0.00199.76 物理性能：表观：灰黑色，无色无味；水分0.8－1.1％。

细度：45um 筛余95－99％，80um 筛余70－78％。

2 在水泥和混凝土中的应用2.1替代水泥试验（P.O 42.5R）凝结时间(min) 抗折(MPa) 抗压(MPa)样品安定性用水量 初凝 终凝 3d 7d 28 3d 7d 28d 与减水剂试验(mm) 原水泥 合格 28.2 180 247 5.7 6.7 8.2 29.8 36.4 49.3 165/248 5％硅粉 合格 27.6 205 2455.76.6 8.9 31.0 35.8 53.9 137/208 10％硅粉 合格 28.0 215 272 5.3 6.5 8.7 29.8 34.5 56.2 101/147 15％硅粉合格30.5 250 3255.1 5.99.028.3 36.857.680/80 2.2混凝土配合试验 项目 水泥(kg)粉煤灰(kg)水灰比减水剂(kg)坍落度(mm)7天(MPa)28天(MPa)C30280 70 0.486 5.8 230 24.0 40.6 替代5％水泥 266 70 0.486 5.8 230 24.0 40.2 替代10％水泥 252 70 0.486 5.8 230 25.3 39.0 替代15％水泥238700.4865.822022.238.93 总述1.硅灰主要成分是SiO2,绝大部分是无定形的氧化硅，在电子显微镜下观察，形状为非晶体的球形颗粒，表面光滑。

微硅粉在混凝土中的作用
混凝土是一种广泛使用的材料，常用于建筑、道路、桥梁和水利工程等领域。

为了提高混凝土的性能，人们不断在混凝土中添加各种掺合料。

其中，微硅粉被广泛应用于混凝土中，它具有很多作用。

首先，微硅粉可以提高混凝土的强度。

微硅粉具有高活性，当它加入混凝土中后，会与混凝土中的水分和氢氧化钙等物质发生反应，生成新的胶凝体。

这些胶凝体能够填充混凝土中的空隙，增加混凝土的密实度和强度。

此外，微硅粉还可以促进水泥的水化反应，使混凝土的早期强度得到提高。

其次，微硅粉可以提高混凝土的耐久性。

微硅粉的颗粒大小非常小，其表面积非常大，可以吸附空气中的氧气和水分，形成一层保护层，使混凝土的内部不易受到外界的化学侵蚀和氧化，从而提高混凝土的耐久性和抗腐蚀性。

第三，微硅粉可以改善混凝土的流变性能。

混凝土的流变性能对混凝土的施工性能和工程质量均有很大影响。

微硅粉可以有效地改善混凝土的流变性能，使得混凝土更加均匀，更易于施工，同时能够提高混凝土的工程质量。

最后，微硅粉可以降低混凝土的热裂缝风险。

混凝土在干燥收缩和温度变化时容易发生裂缝现象，从而影响混凝土的使用寿命和耐久性。

添加微硅粉后可以有效地控制混凝土的热裂缝风险，从而提高混凝土的使用寿命和质量。

综上所述，微硅粉在混凝土中具有重要的作用，可以提高混凝土的强度、耐久性和流变性能，降低混凝土的热裂缝风险。

因此，在混凝土的生产和应用中，应合理控制微硅粉的添加量，以达到最佳的掺合效果。