冷凝硅灰在高強混凝土中的作用探討

馬永浪

(中鐵成都工程檢測咨詢有限責任公司，611731)

冷凝硅灰在高強混凝土中的作用探討

馬永浪

(中鐵成都工程檢測咨詢有限責任公司，611731)

高強混凝土的強度遠遠大于一般的普通混凝土，因此廣受當今建筑界的青睞，而在高強混凝土的生產中最不能缺少的就是冷凝硅灰。只要在生產中加入冷凝硅灰，再配以適當的集料級配，使用普通的生產材料即可制出這種無論在于其基本性能還是在于其經濟性能都較為優良的高強混凝土。本文則論述了冷凝硅灰存在于高強混凝土中的重大作用及應用。

高強混凝土；冷凝硅灰；作用

由于當今社會的進步，建筑行業的不斷發展，建筑業對建筑所需的混凝土的性能的要求愈來愈高。而加入冷凝硅灰而制成的高強混凝土以其高強度的耐久性能以及高強度越來越得到人們的重視。盡管在制備混凝土時向其中摻入粉煤灰也能得到一定強度的高強混凝土，但加入冷凝硅灰所制得的混凝土明顯比其所制成的混凝土的性能要優質的多。

一、硅灰簡介

硅灰最初是由冶煉硅鋼以及半導體硅的過程中從煙霧中所收集到的一種硅質的粉末。硅灰主要的化學成分為二氧化硅，實踐使用中人們發現硅灰具有親水性強的特點，并且處于潮濕環境中會具備較大的粘性，然而由于硅灰自身的活性較高，因此基本上不會與水發生水化反應，這為其得以摻入混凝土中起到了重要的前提條件。有實驗對硅灰是否摻入混凝土以及硅灰的摻入量所導致的混凝土在其工作性能以及耐久性能方面的結果做了記錄，并且得出了硅灰能夠明顯改善所制得混凝土的強度以及耐久性等方面的指標的結論，這極大的鼓舞了建筑行業的專家們。而人們發現硅灰顆粒存在于懸浮液中也具有十分高的穩定性，因此對于硅灰如何添加入混凝土中的問題人們可以采用泵送添加的模式來進行作業。實踐證明這種工藝方式還能明顯減低單位數量的生產能耗，為混凝土的加工生產行業降低成本，并且能有效提高混凝土制造場所的清潔程度，能更有力的保護工作人員的身體健康。

二、影響硅灰作用能力的因素

1. 其他原材料

雖然在制造高強混凝土時摻入硅灰從理論上來說能夠明顯改善混凝土的各方面的工作性能，然而硅灰要發揮其提高混凝土性能的作用的前提是要與其他原材料發生恰到好處的化學反應，例如在經過水泥水化作用后產生的氫氧化鈣和另一些簡單或復雜化合物的激發作用下發生二次水化反應才能生成對提升混凝土工作性能極為重要的凝膠型產物。因此在混凝土生產過程中添加的其他材料的種類要經過瑾密的斟酌才能最終投入使用，而決定投入使用的原材料也要謹慎選擇采用合適的配合比，以求達到最大生產效益。

2. 混凝土拌合物的質量

看似不重要的混凝土拌合物的好壞實際上會直接影響到混凝土經過硬化后的性能。混凝土拌合物的質量是由硅灰摻入的方式以及摻入的物質量所決定的。當使用泵送添加的模式向混凝土中摻入硅灰液時就會大大減小硅灰在添加過程中人工不夠準確所導致的計量誤差，這種方式也能在很大程度上提高硅灰顆粒在拌合物中的分散程度，使混凝土拌合物的各項工作性能指標在一定的范圍里面趨于穩定。

三、摻入冷凝硅灰的作用

冷凝硅灰自身的顆粒十分細小，而且相對面積較大，其中所含二氧化硅的成分非常高并且大都為非晶態，這樣的特性使得它可以作為水泥顆粒的超細填充物，使所制得的混凝土成分更加緊密，從而使得混凝土的強度更高。它可以進行水化作用生成凝膠物質，這些凝膠物質會堵塞于混凝土的毛細管當中，同樣可以使得混凝土的成分更加致密。

1. 增加混凝土的泌水能力

混凝土經過澆筑成型以后常常會出現部分游離水從混凝土當中滲透出來的情形，會在混凝土的表面形成一層薄淺的水膜使得混凝土的組份變得十分不均勻，在一定程度上影響了建筑物的質量與安全性。而通過實驗研究人們發現混凝土制造過程中如果向其中添入一定量的硅灰則可以明顯改善所制成的混凝土的泌水功能。

2. 硅灰的堿性反應

一般的普通混凝土的制造過程中堿與氧化硅反應會出現一種吸水產物，這種吸水產物相較于原來的反應物來說體積會增大，導致即將成型的混凝土體積膨脹導致外表層出現裂縫。而所添入的硅灰則能夠與水泥中的堿進行反應而防止吸水產物的生成因而能夠阻止混凝土的過度膨脹。

3. 改善混凝土的抗凍性

許多的試驗研究都證明摻入硅灰會對混凝土的抗凍性產生影響。但摻入硅灰的數量與混凝土的抗凍性能呈現逐漸降低的關系，即當摻入量為小于百分之十時可以提升混凝土的抗凍性，當摻入量為百分之十五到百分之二十時混凝土的抗凍性能基本與不摻入硅灰相同，而如果摻入量高于百分之二十就會明顯的降低混凝土的抗凍性能。

4. 抵抗化學腐蝕作用

顆粒十分細小的硅灰能夠堵塞水泥顆粒之間的孔隙，密實混凝土的結構，減少混凝土的泌水，如果加入適當比例的減水劑還能夠得到十分良好的提升混凝土致密度的作用。而當混凝土的密實程度增加，泌水減少時，其的抵抗化學腐蝕的作用也會大大增高，緊密的結構也能在很大程度上抵擋具有侵蝕性能的離子的侵入。

5. 促進膠凝物質的水化

當向混凝土中摻入硅灰后可以促進膠凝物質的水化反應的進行，增加混凝土的成型效果。而需要注意的一點是水化作用所釋放的熱度對混凝土制造所造成的不良影響。

6. 增大混凝土的抗壓能力

研究表明，當同時摻入硅灰和礦渣時能夠改進水泥中的水化產物的組成成分以及性能，因此能夠提升混凝土的抗壓能力。由研究數據可知混凝土的抗壓能力是會隨著所使用的礦渣的細密度的增大而增大。

四、高強混凝土的特性

高強混凝土在很多方面的性能都明顯高于一般的普通混凝土，高強混凝土可以滿足工業化預拌生產的要求，并且具有更高的強度和耐久性能。高強混凝土在硬化成型的過程中體積十分穩定，因此不易產生表面的裂痕，而其水化反應產生的水化熱也相較普通混凝土來說更低，因此冷卻時的溫差較小，隨之其收縮也較小，因此其變形很小，使得建筑結構的剛度得以很大提高，這更加鞏固了高強混凝土的高強度性能。高強混凝土的制造成本雖然較普通混凝土要略高，然而其截面減少，重量得到減輕，這使得高強混凝土的使用面積能夠得到增加，因此得以提升建筑業的經濟效益。高強混凝土硬化之后內部的孔隙也依然很小，其微觀結構十分細密，抗泌水功能十分良好，這提升了高強混凝土的耐久性能。我國的一項調查顯示普通混凝土暴露在自然環境中尤其是較潮濕的環境中極易發生碳化以及化學銹蝕，而高強度的混凝土則能很好的解決這個問題，此外它們還能夠抵擋腐蝕性離子的侵入，能夠很好的抵抗海水的腐蝕作用，因此高強混凝土可以應用于海洋以及港口工程，這是普通混凝土無論如何也不能做到的。

結語

各方面的試驗以及實踐結果都表明摻入硅灰可以很大程度的增大混凝土的強度以及工作性能和耐久能力，還能在一定程度上增加生產混凝土的經濟效益。而當同時添加冷凝硅灰以及細密的礦渣時則能夠明顯提升混凝土的彈性模量等等，這都能促使建筑行業更好更快的發展。

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1007-6344（2015）06-0024-01