探讨混凝土施工中微硅粉的作用

探讨混凝土施工中微硅粉的作用

马淑霞

马淑霞密山市龙江建筑安装工程有限公司158300

摘要：微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，也有人叫硅粉,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。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。

关键词：微硅粉混凝土施工应用

一、微硅粉的概述

㈠、定义

微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，英文为MicrosilicaorSilicafume。是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物，整个过程需要用除尘环保设备进行回收，因为质量比较轻，还需要用加密设备进行加密。

㈡、作用：

微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在水泥基的砼、砂浆与耐火材料浇注料中，掺入适量的硅灰，可起到如下作用：1、显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。2、具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。3、显著延长砼的使用寿命。特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍。4、大幅度降低喷射砼和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度。5、是高强砼的必要成份，已有C150砼的工程应用。6、具有约5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥浇注料中应用可降低成本.提高耐久性。7、有效防止发生砼碱骨料反应。8、提高浇注型耐火材料的致密性。在与Al2O3并存时，更易生成莫来石相，使其高温强度，抗热振性增强。

㈢、适用范围：

商品砼、高强度砼、自流平砼、不定形耐火材料、干混（预拌）砂浆、高强度无收缩灌浆料、耐磨工业地坪、修补砂浆、聚合物砂浆、保温砂浆、抗渗砼、砼密实剂、砼防腐剂、水泥基聚合物防水剂；橡胶、塑料、不饱合聚酯、油漆、涂料以及其他高分子材料的补强，陶瓷制品的改性等等。

㈣、应用领域：

1﹑用于砂浆与砼中：高层建筑物、海港码头、水库大坝、水利、涵闸、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、机场跑道、砼路面以及煤矿巷道锚喷加固等。

2﹑材料工业中：

（1）高档高性能低水泥耐火浇注料及预制件，使用寿命是普通浇注料的三倍，耐火度提高约100℃，高温强度及抗热震性能都明显改善。已普遍应用于：焦炉、炼铁、炼钢、轧钢、有色金属、玻璃、陶瓷及发电等行业。（2）大型铁沟及钢包料、透气砖、涂抹修补料等。

（3）自流型耐火浇注材料及干湿法喷射施工应用。

（4）氧化物结合碳化硅制品（陶瓷窑窑具、隔焰板等）。

（5）高温型硅酸钙轻质隔热材料。

（6）电瓷窑用刚玉莫来石推板。

（7）高温耐磨材料及制品。

（8）刚玉及陶瓷制品。

（9）赛隆结合制品。目前除在浇注型耐火材料中普遍使用之外，在电熔和烧结型耐火材料亦获得大量应用。

3、新型墙体材料、饰面材料：（1）墙体保温用聚合物砂浆、保温砂浆、界面剂。（2）水泥基聚合物防水材料。（3）轻骨料保温节能砼及制品。（4）内外墙建筑用腻子粉加工。

4、其他用途：

（1）硅酸盐砖原料。

（2）生产水玻璃。

（3）用做有机化合物的补强材料。因其成份与气相法生产的白炭黑相近。可以用在橡胶、树脂、涂料、油漆、不饱合聚酯等高分子材料中用作填充补强材料。

（4）化肥行业中用作防结块剂。

㈤、优点

1、硅微粉是一种物理性质、化学性质均十分稳定的中性无机填料，不含结晶水，不参与固化反应，不影响反应机理。

2、对各类树脂有良好的浸润性，吸附性能好，易混合，不产生结团现象。

3、硅微粉粒度大小分布合理，致密性强，硬度大，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗压、抗冲击强度和耐磨性能，抗冲磨能力能提高0.5—2.5倍。

4、能增大导热系数，改变胶粘性和增加阻燃性能。

5、能降低环氧树脂固化反应的放热峰温度，降低固化物的线膨胀系数和固化物的收缩率，从而消除内应力，防止开裂。

6、由于硅微粉的粒度细，分布合理，能有效的减少和消除沉淀，分层现象。

7、硅微粉质纯，杂质含量低，物化性能稳定，使固化物具有良好的绝缘性能和抗电弧性能。

8、硅微粉的化学成分为二氧化硅（SiO2），属惰性物质，与大部分酸、碱不起化学反应，硅微粉均匀分布、覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀性，抗空蚀能力提高3—16倍。

9、硅微粉，堆积密度小：一种在0.2-0.8之间，一种在1.0-2.2之间。作为聚合物填充材料，较其他矿物性填品用量少，装载重量小，节省聚合物用量，因此可降低产品成本。

10、抗冻性：微硅粉在经过300—500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10—20%，而普通混凝土通过25—50次循环，相对弹性模量隆低为30—73%。因此可以提高混凝土的抗冻性。

11、早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。

二、硅粉混凝土的施工方法

1、硅粉混凝土的拌和。用搅拌机拌和，按配方将材料准确称量，投料次序为水→石子→砂→水泥→硅粉→用搅拌机搅拌1.5min，然后加入外加剂一胶乳再搅拌1.5min出机。混凝土拌好的象征是：各种材料拌和均匀，流动性好，不离析，塌落度控制在3cm以内，超过4cm则不得使用。

2、硅粉混凝土的运输。拌好的硅粉混凝土水平运输和垂直运输时间不得超过10min。

3、硅粉混凝土的入仓浇筑。浇筑过程应1次浇完，不得中途停止。由于机械故障等原因产生冷缝，应停止浇筑，等先浇混凝土具有一定强度(一般等24h后)，按施工缝处理后(处理方法与基面处理相同)，再浇筑剩余部分混凝土。浇筑宜从左或右向一个方向入仓，经平仓后，先用插入式振捣器，后用平板振捣器提浆，振捣时间较普通混凝土稍长一些，要振捣密实不能漏振。平仓振捣后收抹面的工人应抓紧拍打出浆并抹面，一般应收抹3次～4次，使其表面光滑平整，无空洞、麻面和无贯穿性裂缝，不平整度控制在5mm以内。

4、养护。新浇硅粉混凝土经振捣收抹后停1h～3h(根据现场气温具体确定)，立即加盖塑料薄膜，防止雨淋和表面蒸发产生裂缝，24h内严禁人踩或堆放杂物。经36h～48h后，去掉塑料膜，加盖草袋，按水工混凝土养护规程及时洒水养护。

三、使用中应注意的问题

1、配合比设计

1）相容性：微硅粉应与减水剂、粉煤灰、矿粉、纤维等相容性良好。

2）坍落度：由于其填隙效应，混凝土的粘滞性较高，因此掺微硅粉混凝土的坍落度设计要求比普通混凝土高2~3cm；

3）掺入量：制造高强度及喷射混凝土，微硅粉掺入量为水泥量的6~12%；对于水下工程混凝土，其掺量略高；而将微硅粉作为助泵剂使用时，掺入量减为2%左右。通过配合比试验确定最终配合比。

2、加料与搅拌

1）通常混凝土工业使用增密型微硅粉，因此可选择人工加料或自动加料。

2）由于微硅粉独有的超细特性，微硅粉要求在骨料投料后立即投入，不得将粉状微硅粉加入已拌和妥的混凝土中。

3）掺入微硅粉混凝土的搅拌时间比普通混凝土要延长30~40s，以获得良好的均匀性。

4）掺入微硅粉混凝土的运输没有特别要求，与普通混凝土相同。注意一点就是运输时间不得超过10min。

3、浇注和养护

1）微硅粉混凝土的振捣要求密实，不得漏振、欠振，也不得过振。一般振捣时间为10~30s；

2）要求混凝土连续供应，以防止冷接茬，造成隐患。接茬时间不得超过100min；

4）微硅粉混凝土养护过程中防止水份的过早蒸发非常重要。因此，浇注完毕，立即覆膜、并铺设麻袋、浇水养护。

四、结束语

我国目前拥有上千座硅铁及工业硅炉，年产微硅粉约25万吨，而现在环保设备收集的仅有6万吨左右，而大量的微硅粉被排放到大气中，直接污染了环境，同时也是对资源的浪费。因此，微硅粉作为一种不可再生的资源，对它的收集不仅是环保效益，更是一个具有广阔经济价值的市场资源。