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论微硅粉在高强度混凝土中的应用
一、前言
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，在冶炼中发生复杂的反应。其中，石英石与碳在1750℃时，还原反应产生不稳定的一氧化碳，在温度高于2160℃时，SiO含气化送出，遇到低于1100℃空气时与氧反应，生成SiO2，冷却后形成高细度颗粒，经收尘器过滤收集即是硅粉。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。硅粉的粒径都小于1um，平均粒径为0．1um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。
二、应用历史
在混凝土中掺加少量微硅粉，结合高效减水剂混凝土各方面物理力学性能都能得到改善，例如显著减少混凝土的离析和泌水，有效提高混凝土的泵送性能，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，在水下施工保持混凝土不分离。简而言之，硅粉已大量用于高耐久、高强混凝土中。
实际上，微硅粉在混凝土中的应用研究可追溯到上世纪四十年代的挪威。七十年代末，北欧和北美对于微硅粉在混凝土中的应用研究也取得了长足的进步，八十年代初，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。水利部还颁布了“水工混凝土硅粉品质标准暂行规定”。另外，微硅粉在混凝土中应用的同时，受到技术进步和社会经济因素的有力促进，混凝土的耐久性越来越受重视。
实践表明：普通混凝土工程在恶劣的环境中可能短时间内受到严重损坏，从而威胁工程质量大大降低工程的使用寿命。而采用水泥、硅粉和粉煤灰及减水剂配制出满足各方面要求的高性能混凝土，成功应用于各工程中，大大促进喷射混凝土工艺技术的进步，喷射回弹时大幅降低，施工效率成倍增加，混凝土性能显著改善，将混凝土施工的灵活、快速和经济的优点提高到一个新的水平。
三、硅粉的种类及应用标准
硅粉主要以二种形式供应，即原态微硅粉和增密硅粉。
1、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150－200kg／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。
2、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 500－700 kg／m3，大大方便了使用，增密微硅粉小颗料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。
3、微硅粉的质量标准
SiO2含量越高，微硅粉的性能越高，其他非SiO2杂质含量就低。微硅粉含量＞85%，微硅粉的碳在混凝土中含吸附部分引气剂，故，烧失量<=7％（控制碳和含水量）再次是微硅粉的细度要控制在45 um，颗粒大的，筛分量在10％以下。
以前有的学者专家曾计算：以15％的微硅粉取代水泥，则在混凝土中水泥颗粒与微硅粉颗粒数量的比例为1：2000000，由此可知微硅粉是一种超细粉末物质，其之所以提高混凝土的强度，关键在于提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度，能降低淡水，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。
微硅粉的粒径比水泥颗粒要小100倍，填充于水泥颗粒的空隙之间，其效果如同水泥颗料填充在骨料之间一样，增加混凝土的密实度。然而微硅粉在这些作用的前提条件之一，就是良好的分散于混凝土中。
四、微硅粉对硬化混凝土性能的影响
水泥浆与骨料的界面过渡区的厚度约为5um，是混凝土中的薄弱环节，而加入微硅粉的砂浆中，骨料界面过渡区则与伊浆的显微结构相似，密实匀质。微硅粉对硬化混凝土性能的的改善，主要被归结为对界面结构与组成的改良，净浆与骨料粘结强度的提高，从而消除了混凝土中不同复合组份的“弱连接”问题，使混凝士具有复合材料的特性，即骨料颗粒在混凝土中起着增强作用，而不仅仅是惰性的填充物。在混凝土中添加硅粉能使混凝土更好的提高抗渗透性能，有效的提高抗化学腐蚀。但也有一缺点，就是加入硅粉的混凝土，养生期内容易吸水，必须及时保水，以防止干裂。
以上主要介绍添加微硅粉混凝土的性能，在今后的生产建设中，有更多的行业或领域会涉及到微硅粉。目前，耐火材料中也大批量的应用，在这里就不作更多的介绍。
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