冷凝硅灰在高強(qiáng)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(zé)任公司，611731)

冷凝硅灰在高強(qiáng)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(zé)任公司，611731)

高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的普通混凝土，因此廣受當(dāng)今建筑界的青睞，而在高強(qiáng)混凝土的生產(chǎn)中最不能缺少的就是冷凝硅灰。只要在生產(chǎn)中加入冷凝硅灰，再配以適當(dāng)?shù)募霞壟洌褂闷胀ǖ纳a(chǎn)材料即可制出這種無論在于其基本性能還是在于其經(jīng)濟(jì)性能都較為優(yōu)良的高強(qiáng)混凝土。本文則論述了冷凝硅灰存在于高強(qiáng)混凝土中的重大作用及應(yīng)用。

高強(qiáng)混凝土；冷凝硅灰；作用

由于當(dāng)今社會的進(jìn)步，建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑業(yè)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(qiáng)混凝土以其高強(qiáng)度的耐久性能以及高強(qiáng)度越來越得到人們的重視。盡管在制備混凝土?xí)r向其中摻入粉煤灰也能得到一定強(qiáng)度的高強(qiáng)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(yōu)質(zhì)的多。

一、硅灰簡介

硅灰最初是由冶煉硅鋼以及半導(dǎo)體硅的過程中從煙霧中所收集到的一種硅質(zhì)的粉末。硅灰主要的化學(xué)成分為二氧化硅，實(shí)踐使用中人們發(fā)現(xiàn)硅灰具有親水性強(qiáng)的特點(diǎn)，并且處于潮濕環(huán)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(fā)生水化反應(yīng)，這為其得以摻入混凝土中起到了重要的前提條件。有實(shí)驗(yàn)對硅灰是否摻入混凝土以及硅灰的摻入量所導(dǎo)致的混凝土在其工作性能以及耐久性能方面的結(jié)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(qiáng)度以及耐久性等方面的指標(biāo)的結(jié)論，這極大的鼓舞了建筑行業(yè)的專家們。而人們發(fā)現(xiàn)硅灰顆粒存在于懸浮液中也具有十分高的穩(wěn)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(jìn)行作業(yè)。實(shí)踐證明這種工藝方式還能明顯減低單位數(shù)量的生產(chǎn)能耗，為混凝土的加工生產(chǎn)行業(yè)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(hù)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(qiáng)混凝土?xí)r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(fā)揮其提高混凝土性能的作用的前提是要與其他原材料發(fā)生恰到好處的化學(xué)反應(yīng)，例如在經(jīng)過水泥水化作用后產(chǎn)生的氫氧化鈣和另一些簡單或復(fù)雜化合物的激發(fā)作用下發(fā)生二次水化反應(yīng)才能生成對提升混凝土工作性能極為重要的凝膠型產(chǎn)物。因此在混凝土生產(chǎn)過程中添加的其他材料的種類要經(jīng)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(jǐn)慎選擇采用合適的配合比，以求達(dá)到最大生產(chǎn)效益。

2. 混凝土拌合物的質(zhì)量

看似不重要的混凝土拌合物的好壞實(shí)際上會直接影響到混凝土經(jīng)過硬化后的性能。混凝土拌合物的質(zhì)量是由硅灰摻入的方式以及摻入的物質(zhì)量所決定的。當(dāng)使用泵送添加的模式向混凝土中摻入硅灰液時(shí)就會大大減小硅灰在添加過程中人工不夠準(zhǔn)確所導(dǎo)致的計(jì)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(xiàng)工作性能指標(biāo)在一定的范圍里面趨于穩(wěn)定。

三、摻入冷凝硅灰的作用

冷凝硅灰自身的顆粒十分細(xì)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(tài)，這樣的特性使得它可以作為水泥顆粒的超細(xì)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(qiáng)度更高。它可以進(jìn)行水化作用生成凝膠物質(zhì)，這些凝膠物質(zhì)會堵塞于混凝土的毛細(xì)管當(dāng)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(jīng)過澆筑成型以后常常會出現(xiàn)部分游離水從混凝土當(dāng)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(zhì)量與安全性。而通過實(shí)驗(yàn)研究人們發(fā)現(xiàn)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(yīng)

一般的普通混凝土的制造過程中堿與氧化硅反應(yīng)會出現(xiàn)一種吸水產(chǎn)物，這種吸水產(chǎn)物相較于原來的反應(yīng)物來說體積會增大，導(dǎo)致即將成型的混凝土體積膨脹導(dǎo)致外表層出現(xiàn)裂縫。而所添入的硅灰則能夠與水泥中的堿進(jìn)行反應(yīng)而防止吸水產(chǎn)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(yàn)研究都證明摻入硅灰會對混凝土的抗凍性產(chǎn)生影響。但摻入硅灰的數(shù)量與混凝土的抗凍性能呈現(xiàn)逐漸降低的關(guān)系，即當(dāng)摻入量為小于百分之十時(shí)可以提升混凝土的抗凍性，當(dāng)摻入量為百分之十五到百分之二十時(shí)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(xué)腐蝕作用

顆粒十分細(xì)小的硅灰能夠堵塞水泥顆粒之間的孔隙，密實(shí)混凝土的結(jié)構(gòu)，減少混凝土的泌水，如果加入適當(dāng)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(dāng)混凝土的密實(shí)程度增加，泌水減少時(shí)，其的抵抗化學(xué)腐蝕的作用也會大大增高，緊密的結(jié)構(gòu)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(jìn)膠凝物質(zhì)的水化

當(dāng)向混凝土中摻入硅灰后可以促進(jìn)膠凝物質(zhì)的水化反應(yīng)的進(jìn)行，增加混凝土的成型效果。而需要注意的一點(diǎn)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(dāng)同時(shí)摻入硅灰和礦渣時(shí)能夠改進(jìn)水泥中的水化產(chǎn)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(shù)據(jù)可知混凝土的抗壓能力是會隨著所使用的礦渣的細(xì)密度的增大而增大。

四、高強(qiáng)混凝土的特性

高強(qiáng)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(qiáng)混凝土可以滿足工業(yè)化預(yù)拌生產(chǎn)的要求，并且具有更高的強(qiáng)度和耐久性能。高強(qiáng)混凝土在硬化成型的過程中體積十分穩(wěn)定，因此不易產(chǎn)生表面的裂痕，而其水化反應(yīng)產(chǎn)生的水化熱也相較普通混凝土來說更低，因此冷卻時(shí)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(jié)構(gòu)的剛度得以很大提高，這更加鞏固了高強(qiáng)混凝土的高強(qiáng)度性能。高強(qiáng)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(qiáng)混凝土的使用面積能夠得到增加，因此得以提升建筑業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。高強(qiáng)混凝土硬化之后內(nèi)部的孔隙也依然很小，其微觀結(jié)構(gòu)十分細(xì)密，抗泌水功能十分良好，這提升了高強(qiáng)混凝土的耐久性能。我國的一項(xiàng)調(diào)查顯示普通混凝土暴露在自然環(huán)境中尤其是較潮濕的環(huán)境中極易發(fā)生碳化以及化學(xué)銹蝕，而高強(qiáng)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(qiáng)混凝土可以應(yīng)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(jié)語

各方面的試驗(yàn)以及實(shí)踐結(jié)果都表明摻入硅灰可以很大程度的增大混凝土的強(qiáng)度以及工作性能和耐久能力，還能在一定程度上增加生產(chǎn)混凝土的經(jīng)濟(jì)效益。而當(dāng)同時(shí)添加冷凝硅灰以及細(xì)密的礦渣時(shí)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(yè)更好更快的發(fā)展。

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