使用微硅粉(硅灰)的一些经验总结

 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。
    ·尚没有硅粉混凝土配合比设计和性能预测的经验方法， 但可以参考现有的指南和配合比实例。必须以工程实际使用材料进行试验室和现场试验，确定最终配合比。
    ·硅粉混凝土对塑性收缩裂缝敏感，但这个问题容易被克服。
    ·硅粉混凝土平面结构，特别是罩面，裂缝曾经是个问题。
    湿养护至少7 天基本可以解决或减轻裂缝问题。然而，在一些较长跨度的桥梁上，出现的一些裂缝还无法解释或通过施工程序防止。这样的裂缝在不含硅灰的混凝土也同样出现，因此可能需要更多地从结构方面考虑，而不是材料。这方面有关研究正在进行。
    ·硅粉混凝土必须进行适当的养护。如果没有养护，微硅粉带给混凝土的优点就不能实现。如果不将适当养护的要求纳入混凝土技术标准和不在项目中贯彻实施养护要求，则最好不要使用硅粉混凝土。
    ·使用微硅粉的混凝土，必须重视混凝土生产施工的每个环节。搅拌过程、微硅粉的充分分散是关系到混凝土性能的关键。搅拌不好和微硅粉分散不良，可能得不到预期的混凝土性能。
    ·对于确定混凝土的‘硬指标’性能，采用抗压强度可能是一个合适的方法。然而，确定性能必须谨慎和充分理解其场合与条件。具有相同强度的混凝土，测试其它性能参数，表现不一定相同。
    ·很多平面混凝土结构进行了过多的抹面。硅粉混凝土抹面的经验显示，进行最少的抹面工作就能获得更加耐久的混凝土，同时防止塑性收缩裂缝。
    ·在氯盐环境，硅粉混凝土具有期望的抗氯离子渗透性能。迄今，一些对实际结构进行的测试证明，硅粉混凝土性能良好。其中一个报告显示：随时间的延长，氯渗透的速率在大幅度降低。现在，实际的硅粉混凝土结构数量已经足够多，暴露的时间也足够长，很能够说明问题。美国微硅粉协会正在进行的一项目，即在实际的桥梁、停车楼和海工结构上取样。
    ·微硅粉产品的类型发生变化。如今，配方产品和浆体微硅粉已经从市场上消失。几乎所有商品混凝土和预制混凝土企业都使用增密型微硅粉。
    从可施工性能方面，硅粉混凝土在新拌状态(塑性状态) 的性能优点变的越来越重要。这些优点包括：改善喷射混凝土粘附性能和硬化性能，减少平面结构施工的抹面工作，改善自密实混凝土的稳定性和提高混凝土早期性能，等等。
    ·仍然需要与工程业主、技术标准制定人员、混凝土生产人员和工程承包商交流硅灰混凝土应用技术。

编辑：小薇