对硅粉等添加剂在高强度混凝土中应用论文

混凝土中掺加纳米二氧化硅的应用研究一、前言混凝土是一种常用的建筑材料，具有结构强度高、耐久性好等优点，但在实际应用中，由于混凝土中的微观孔隙较大，易被水分侵蚀和氧化，导致混凝土的强度和耐久性下降。

为了提高混凝土的性能，目前研究者们常常将纳米材料掺入混凝土中，以期提高混凝土的强度、耐久性和抗渗透性能。

二、纳米二氧化硅的基本性质纳米二氧化硅，也称为纳米硅二氧化物，是一种粒径在1~100纳米的硅酸盐类物质。

由于其微小的粒径和特殊的表面性质，纳米二氧化硅具有以下优异的性质：1.大比表面积：由于纳米二氧化硅的粒径十分微小，因此其比表面积很大，能够与周围环境充分接触，从而提高了材料的活性。

2.高力学强度：纳米二氧化硅具有高度的力学强度和硬度，能够增强混凝土的抗压强度和耐久性。

3.优异的化学稳定性：纳米二氧化硅具有很高的化学稳定性，能够避免混凝土中的水分和气体侵蚀混凝土内部结构，从而提高混凝土的耐久性。

4.良好的抗渗透性：纳米二氧化硅的粒径很小，能够填充混凝土中的微观孔隙，提高混凝土的密实性和抗渗透性。

三、纳米二氧化硅在混凝土中的应用1.提高混凝土的抗压强度纳米二氧化硅能够填充混凝土中的微观孔隙，从而提高混凝土的密实性和抗压强度。

研究表明，掺加适量的纳米二氧化硅能够提高混凝土的抗压强度约20%~30%左右。

同时，由于纳米二氧化硅的高度硬度和力学强度，能够增强混凝土的耐久性，延长混凝土的使用寿命。

2.提高混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用中抵抗环境侵蚀和物理损伤的能力。

纳米二氧化硅能够填充混凝土中的微观孔隙，提高混凝土的密实性和耐久性，从而能够提高混凝土的耐久性。

研究表明，掺加适量的纳米二氧化硅能够提高混凝土的耐久性约20%~30%左右。

3.提高混凝土的抗渗透性混凝土的抗渗透性是指混凝土在受到外部水分侵蚀时，能够有效地阻止水分渗透进入混凝土内部的能力。

纳米二氧化硅的粒径很小，能够填充混凝土中的微观孔隙，提高混凝土的密实性和抗渗透性。

对于建筑行业中，常常需要各种化工材料，其中硅微粉可以作为一种掺和剂用于混凝土生产加工领域中，由于硅微粉多方面优异的性能，可以在混凝土建设中起到很大的帮助和作用。

由于硅微粉颗粒细小、比面积大具有SiO2纯度高与强火山灰活性等物理化学特点，把硅微粉作为掺和剂加入混凝土中改善了混凝土多方面性能，提高混凝土早期强度和最终强度，增加密实度，改善混凝土离析和砂水性能，提高混凝土的抗渗性、抗化学腐蚀性和比电阻。

我国重大水利建筑、桥涵、隧道、文物古迹的修复等的实际应用，也充分证明：在混凝土工程中掺入适量的硅微粉，可以大大提高工程质量。

在混凝土中掺加适量的微硅粉，能起到以下作用：
1)能够减少混凝土中的有害孔，降低孔隙率，提高混凝土的密实度。

2)能够提高混凝土的早期强度。

3)能够提高混凝土的耐磨性、抗渗性和抗化学腐蚀性
4)能够减少混凝土泌水离析。

5)在砂浆和混凝土中使用硅微粉时一般都与減水剂同时使用，主要起两个作用：水泥消化过程产生的Ca(OH)2能与硅微粉反应，产生低于C/S比的Ca(OH)2水化物，构成少含或不含Ca(OH)2、不易滲透的水泥石结构，使砂浆和混凝土致密和均匀。

6)砂浆、混凝土加入硅微粉和減水剂，充填到水泥颗粒之间，使砂浆混凝土显气孔率下降，气孔结构改善，进一步提高混凝土的性能。

硅微粉具有质量轻、颗粒小、比表面积大、火山灰活性高等特点，可以被应用于水泥或混凝土中，用来改善水泥或混凝土的性能。

探讨水利工程中硅粉混凝土施工技术的应用摘要：本文笔者分析了硅粉的性能及其对混凝土拌和物、硬化混凝土性能的影响，并结合某工程实例的温度观测资料，提出了大体积硅粉混凝土防止早期裂缝发生的相应养护措施。

关键词：硅粉混凝土；温度观测；裂缝防止；养护措施1 硅粉混凝土1.1 硅粉的性能硅粉是一种活性极好的火山灰矿物质。

由于硅粉具有极高的比表面积，因而在水泥浆体中起水化产物核心作用，并与微细填充物中的氢氧化钙反应生成凝胶性的硅酸钙水化物，从而增加了浆体的密度。

硅粉在水泥浆体中的良好分散作用对其以上性能的发挥极为重要。

1.2 对混凝土拌和物的影响在混凝土拌和物中，硅粉的影响是稳定的，它能够减少泌水和离析，因而使混凝土拌和物内聚力增加。

在稠度一定的情况下，掺用硅粉可降低混凝土的和易性并增加密实性。

由于硅粉为极微细颗粒，在硅粉掺量较大时，为保证混凝土的和易性则需增加用水量，同时可通过使用减水剂来补偿。

表1给出了不同种类混凝土中硅粉的建议掺量（占胶结材料总重量的百分数）。

1.3 对硬化混凝土性能的影响硅粉可有效提高混凝土抗氧化、抗硫酸盐、抗酸、抗冲刷及抗冻和抗碱骨料反应。

比较而言，硅粉混凝土比普通混凝土更为密实，其强度、耐久性和抗渗透性也更好，还可以大幅提高抗氯离子渗透能力，使混凝土在氯盐污染环境中有良好的护筋性能，并降低钢筋锈蚀速率。

在一般情况下，硅粉混凝土的抗拉强度和抗压强度之比、压缩弹模和抗压强度之比及拉伸弯形能力与普通混凝土类似，但其粘结强度有明显增加。

普通混凝土水灰比常用w/c表示，硅粉混凝土则可表示为w/（c+ks），各符号意义：w-水重，c-胶结材料重，s-硅粉重，k-等效水泥系数。

k定义为获得同样强度时补硅粉代替的水泥量。

在相对湿度100%及20℃养护条件下，对每方混凝土300kg水泥的28天抗压强度而言，该系数约等于3。

系数k随龄期增加而减小。

图1给出了不同硅粉掺量下混凝土28天强度与水灰比的关系曲线。

混凝土中掺加硅微粉的原理与应用混凝土中掺加硅微粉是一种常见的技术手段，可以改善混凝土的性能和特性。

硅微粉是一种细粉状的无机材料，主要成分为二氧化硅（SiO2）。

在混凝土中添加硅微粉可以提高混凝土的强度、耐久性和可加工性。

本文将从多个方面探讨硅微粉在混凝土中的原理和应用。

一、硅微粉的原理1. 填充效应：硅微粉具有较小的颗粒尺寸，可以填充混凝土中的空隙，减少孔隙率，提高混凝土的致密性和密实性。

硅微粉与水胶体发生化学反应，产生胶凝物，填充混凝土中的微观空隙，使混凝土更加坚固和耐久。

2. 强化效应：由于硅微粉的颗粒尺寸小，表面积大，能够与水胶体和水化产物更好地结合，形成更多的胶结物，增强混凝土的力学性能，提高抗压、抗弯和抗裂能力。

3. 矿物化作用：硅微粉中的二氧化硅与水胶体发生硬化反应，形成硅凝胶，可以与混凝土中的游离钙离子反应，生成新的水化产物，促进混凝土的早期和后期硬化，提高混凝土的强度和耐久性。

二、硅微粉在混凝土中的应用1. 提高混凝土的强度：添加适量的硅微粉可以使混凝土的强度显著增加。

硅微粉可以填充混凝土中的小孔隙，增加混凝土的致密性和密实性，改善混凝土的内部结构，提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和耐久性。

2. 改善混凝土的耐久性：混凝土中掺加硅微粉可以减少水脂比，降低混凝土的渗透性和渗水性。

硅微粉与水胶体发生水化反应，产生硅凝胶，填充混凝土中的孔隙和细微裂缝，阻止水分的进入，提高混凝土的防水性和抗渗性，延长混凝土的使用寿命。

3. 改善混凝土的可加工性：硅微粉的添加可以改善混凝土的流动性和可塑性，降低混凝土的黏稠度，提高混凝土的易施工性。

硅微粉与水胶体反应，减少水泥颗粒间的摩擦力，使混凝土的流动性得到改善，便于施工操作和模具浇注。

4. 降低碳排放：由于硅微粉是一种废弃物的利用品，使用硅微粉掺和混凝土可以替代部分水泥的使用，降低混凝土的碳排放。

与传统混凝土相比，硅微粉掺和混凝土具有更低的碳足迹，有利于环境保护和可持续发展。

浅谈混凝土掺用硅粉的性能影响和注意事项前言：硅粉是在冶炼工业硅或含硅合金时由高纯度的石英与焦炭在高温电弧炉（2000℃）中发生还原反应而产生的工业尘埃，它是利用收尘装置回收烟道排放的高温废气并通过专门处理而得到的。

硅粉也称微硅粉、硅微粉、硅灰、硅尘等，其产品质量主要用二氧化硅含量和细度来评价。

硅粉虽为工业废料，对环境有严重污染，但掺入混凝土后，不仅能够减少環境污染，还能显著改善混凝土拌合物性能。

1.硅粉在国内的生产和应用情况我国对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硅粉的回收不够重视。

近几年，由于国家对环保的重视，加强对污染企业的管理，特别是国内对高性能混凝土需求的增加，我国的硅粉产品发展得到了迅速提升。

高强混凝土、微硅粉喷射混凝土、复合增强密度剂、硅粉砂浆等科研成果涌现而出，并已在许多工程中得到实际应用，技术经济效果显著。

我国于1985年在四川渔子溪二级水电站厂房混凝土中首次试用硅粉混凝土（掺量3%-7%），达到了预期效果。

之后，硅粉混凝土在我国安康、东风、二滩、小浪底等水利水电工程、大桥、高层建筑等工程中应用，取得了明显的技术经济效益和社会效益。

目前，硅粉已成为生产高强、高性能混凝土的重要原材料。

2.硅粉对混凝土力学性能及耐久性的影响2.1硅粉对混凝土力学性能的影响2.1.1增加混凝土与钢筋间的粘结性由于水泥浆与钢筋和骨料界面的粘合性有时会降低，这是有些混凝土会产生漏水现象，从而会有水积聚在其中。

加入硅粉后，这种现象就能有效地避免，减少水分的积聚现象，改善了其粘合性，使混凝土的性能大大提高了。

2.1.2提高混凝土强度当混凝土和硅粉混合时，即产生了火山灰反应。

由于火山灰反应会生成了水化硅酸钙和微填料作用，使其表面的结构细化从而强度增加，但用水量的增加会削减一部分强度。

但硅粉的成分增加与强度的增加并不是成正比的，当硅粉过量时，其强度也会慢慢的降低。

所以在添加时，不能盲目，而应该在多次总结经验的同时，找到合适的比例添加，这才是我们能够好好利用其性能的重点。

硅粉在输电线路工程混凝土中的应用张帆（北京送变电公司，北京良乡昊天大街8号，102401）Silica F loura’s application in concrete of the transmission line projectZhang Fan（Beijing Electric Power Transmission and Transformation Company，Beijing102401,China）【摘要】文章根据顺姜II回500kV输电线路工程中硅粉混凝土的实验资料及施工情况，从硅粉的化学成分及在混凝土中的作用机理，并参考相关文献资料，对掺入硅粉的利弊进行了分析。

结果表明，在混凝土中加入少量硅粉后，混凝土各方面物理力学性能都能得到改善，显著减少混凝土的离析和泌水，显著提高混凝土的早期和后期强度，降低氯离子的渗透能力，有效提高混凝土的抗化学腐蚀和耐磨性能。

硅粉混凝土这种特性尤其适用于抢建工期工程中，具有显著的经济效益、社会效益和环保效益。

【关键词】输电线路；硅粉；混凝土；抢建工期【Abstract】According to the experiment materials and construction of silica flour concrete in the project of ShunJiang Second 500kv，based on the chemical composition of silicone as well as its action and mechanism in the concrete，following the revelant documents and materials，this article makes an analysis about the advantages and disadvantages of the silica flour。

《硅粉和高炉矿渣双掺超高强度混凝土基本物性研究》摘要：而高炉矿渣比表面积、添加率越大、混凝土的初期强度就越小，随着水泥水化反应生成的Ca（OH）2对高炉矿渣的持续刺激反应，后期强度持续将递增，最终超越硅粉混凝土亦可期待，根据式（1）可以看出，高炉矿渣添加率越小，水泥产生的可供高炉矿渣反应的Ca（OH）2量就越多，①虽然有报告指出混凝土中添加高炉矿渣会影响混凝土的流动性，但是本研究发现，当高炉矿渣与硅粉双掺时混凝土的流动性虽受到影响，但依旧处于一种良好的状态下，仍适用于低水胶比的高强度混凝土张鲲鹏摘要：硅粉细度大，活性高，添加硅粉的混凝土强度增加极大，但硅粉需水量极大。

高炉矿渣需水量较小，前期强度较低，但后期强度呈明显增加趋势，且有递减混凝土水化热的效果，若将这两种混合料同时添加，预期可形成互补，产生叠加效应。

关键词：硅粉;高炉矿渣;流动性;密实结构Abstract： Silicon powder has high fineness and high activity. The strength of concrete added with silicon powder increases greatly， but silicon powder requires a great amount of water. The blast furnace slag requires less water， and the early strength is lower， but the strength in the later stage is obviously increasing， and it has the effect of decreasing the hydration heat of concrete. If these two mixtures are added at the same time， it is expected to form a complement and produce a superposition effect.Key words： silicon powder;blast furnace slag;fluidity;dense structure0 引言随着建筑结构物寿命要求的提高，高强度混凝土的使用实例呈现出日趋增多的状况。

混凝土中添加纳米二氧化硅对性能的影响研究一、前言混凝土是建筑材料中比较重要的一种。

其性能直接影响着建筑物的质量。

在混凝土中添加纳米二氧化硅能够改善混凝土的性能，因此这一领域的研究备受关注。

本文将对纳米二氧化硅对混凝土性能的影响进行研究。

二、纳米二氧化硅的介绍纳米二氧化硅是一种非常小的颗粒，其直径一般在1-100纳米之间。

它具有很强的活性和表面活性，能够与混凝土中的水分子结合，形成一种凝胶状物质，从而提高混凝土的强度和耐久性。

此外，纳米二氧化硅还具有很好的吸附性能，能够吸附混凝土中的有害物质，从而保护混凝土不受侵蚀。

三、纳米二氧化硅对混凝土性能的影响1.强度添加纳米二氧化硅能够提高混凝土的强度。

研究表明，纳米二氧化硅能够填充混凝土中的微孔和缺陷，从而提高混凝土的密实性。

此外，纳米二氧化硅还能够促进混凝土的水化反应，形成更多的硬化产物，从而提高混凝土的强度。

添加纳米二氧化硅能够提高混凝土的耐久性。

研究表明，纳米二氧化硅能够填充混凝土中的微孔和缺陷，从而减少混凝土中的孔隙率，提高混凝土的密实性。

此外，纳米二氧化硅还能够吸附混凝土中的有害物质，从而保护混凝土不受侵蚀。

3.可塑性添加纳米二氧化硅能够提高混凝土的可塑性。

研究表明，纳米二氧化硅能够填充混凝土中的微孔和缺陷，从而减少混凝土中的孔隙率，提高混凝土的密实性。

此外，纳米二氧化硅还能够促进混凝土的水化反应，形成更多的硬化产物，从而提高混凝土的可塑性。

四、纳米二氧化硅的添加量和方法1.添加量纳米二氧化硅的添加量一般在2%-8%之间。

过量添加会导致混凝土中的孔隙率过低，从而影响混凝土的可塑性。

2.添加方法纳米二氧化硅可以通过干拌法、湿拌法、溶胶-凝胶法等多种方法添加到混凝土中。

其中，溶胶-凝胶法是一种比较常用的方法。

该方法是将纳米二氧化硅溶解在水中，与混凝土中的水分子结合，形成一种凝胶状物质，从而加强混凝土。

本文研究表明，添加纳米二氧化硅能够提高混凝土的强度、耐久性和可塑性。

掺和料对混凝土性能的影响摘要：粉煤灰和硅粉被用作混凝土的矿物外加剂，而这些原材料又关系到混凝土的各项性能指标。

本文研究了不同掺量的粉煤灰和硅粉对混凝土抗拉强度和抗压强度的影响，从中分析出配置高强度高性能混凝土的规律，进而为实际工程项目中的应用提供参考。

关键词：粉煤灰；硅粉；混凝土性能混凝土的应用价值广泛，是一种常见的工程施工材料，这是由于单位重量的混凝土消耗能量比较低决定的。

而作为工业废料的粉煤灰和硅粉若被掺入混凝土中，既可以保证两者不会污染自然环境，又能在一定程度上改善混凝土性能，达到双赢的效果。

此外，粉煤灰和硅粉的掺入也改善了混凝土的多种性能，例如内部结构的改善、抗裂性能和防渗透性能的改善、后期强度的提高等方面，混凝土在工程施工过程中所扮演的角色也由于性能的提高而变得愈发重要。

基于这一点，笔者研究了在掺入不同质量的粉煤灰和硅粉的前提下，混凝土的抗压强度和抗拉强度两种性能由此产生的变化，希望从中发现变化趋势和规律，这也可以为工程应用提供参考依据。

1试验材料试验采用的水泥是一种较为普遍的水泥，主要成分为硅酸盐，强度为42.5，选用的标准必须符合GB175-2007。

试验采用的砂石是一种二级天然河砂，经检测所得到的细度模数为2.6，表观密度为2.61克每立方厘米，物理性能均满足DL/T5144-2001的要求。

试验用粉煤灰和硅粉均来自同一生产公司，两者具体成分见表1和表2。

试验采用的水是实验室用水。

表1 粉煤灰的化学组成表2 硅粉的化学组成2试验方案将水胶比控制在标准条件，控制取砂量在35%。

通过加入不同量的粉煤灰代替水泥，研究不同掺入量的粉煤灰对水泥抗拉强度和抗压强度带来的改变。

在改变粉煤灰掺入量的基础上，掺入不同的硅粉代替水泥，进一步研究两者的掺入量对混凝土抗拉强度和抗压强度的影响。

注意，在整个研究过程中，混凝土抗拉和抗压强度的试验器件必须严格按照标准规范进行制作，并合理控制整个试验过程中外加剂的掺入量。

超细改性硅微粉（ST粉）在隧道喷射混凝土中的运用摘要：在高速公路隧道施工过程中，一直以来隧道喷射混凝土超耗严重，其中因喷射混凝土施工时回弹造成的超耗占比达到20-25%。

本文依托勐绿高速公路工程项目，通过对喷射混凝土中掺加矿物外掺ST粉进行应用研究，从施工配合比设计、工艺性试验、经济效益到施工质量、进度、环水保及职业健康等方面进行试验分析总结，并在实践中推广运用，有效的降低了喷射混凝土施工的回弹损失。

关键词：ST粉；隧道喷射混凝土；运用；降低回弹损失1、工程概况勐绿高速公路起于云南省西双版纳傣族自治州勐腊县，经普洱市江城县，止于红河州绿春县城，是云南省高速公路网的重要组成部分。

主路线全长214.15公里，双向四车道，设计行车速度80公里/小时。

由我单位承建的倮德隧道设计为左、右线分离式隧道，左线长1930米，右线长1825米，属长隧道，为我项目重点控制性工程。

隧道围岩等级分别为Ⅳ级和Ⅴ级，地质主要以粉质黏土、泥岩、泥质粉砂岩为主，围岩松散破碎，富水性强，泥岩遇水易软化。

倮德隧道采用进出口对向掘进，前期施工时喷射混凝土回弹量大，洞内粉尘大，初支表面渗水严重，初支强度上升较慢。

为降低隧道喷射混凝土的回弹损失，提高初支质量，加快施工进度，本项目部特采用一种新型混凝土矿物掺合料——超细改性硅微粉（ST粉）。

2、超细改性硅微粉（ST粉）简介超细改性硅微粉（简称ST粉）是攀枝花锐歌新材料科技有限公司依托攀枝花当地独特资源优势，甄选含活性SiO2、CaO、Al2O3及TiO2等元素多种原材料，生产而成的一种新型硅钛复合混凝土矿物掺合料。

SiO2含量85%以上、TiO2含量5%以上，3d活性指数大于75%，28d活性指数大于95%，粒径1250目～6000目，比表面积≥1200m2/kg，需水比≤105%。

较普通的硅灰产品，该产品具有以下优势：①粒径跨度较大，级配优良；②分散性好；③需水比明显降低；④有效降低混凝土干缩率；⑤显著增强混凝土密实性；⑥可散装罐车运输。