硅粉在混凝土中的作用机理与特性

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(1)作用机理：当把硅粉掺入混凝土中后，硅粉和水接触，部分小颗粒迅速解，溶液中富Si02贫Ca的凝胶在硅粉粒子表面形成附着层，经过一定时间后，富Si02和贫Ca凝胶附着层开始溶解和水泥水化产生的Ca(OH)：反应生成C—S—H凝胶。

(2)掺入硅粉可以改变混凝土的一些重要物理性能指标，硅粉颗粒可以填充相对较大的水泥颗粒的孔隙，减少孔隙的体积，但硅粉比表面积很大对和易性的影响更大。因此，一般用水量要随硅粉掺量的增加而增加。但为了保持流动度不变，在掺入硅粉的同时，一般都要加入高效减水剂或超塑化剂。改善和易性在水泥用量<300kg／rn’情况下，加入硅粉可以改善它的粘聚性，减少泌水量。因为硅粉的比表面积非常大，在新鲜混凝土中的许多自由水都被硅粉粒子所约束，可以大大减少泌水量。从而减少界面水分的积聚，改善界面粘结性能。

(3)当坍落度较大，振捣时间比较长的时候，硅粉混凝土也不易离析。硅粉混凝土增加了塑性收缩开裂的危险性，特别在蒸发速度较高时。塑性收缩开裂可出现在浇筑抹面之后直至混凝土开始凝固，大多发生在混凝土接近初凝的时候。为了防止塑性开裂，混凝土必须覆盖以防止快速蒸发，表面可用麻袋或塑料膜或养护剂覆盖，或者用喷雾的方法来减少蒸发，一些能延缓蒸发的特种外加剂，也曾用来减少塑性开裂的危险。

(4)在没有减水剂和超塑化剂的情况下也会延迟凝结时间，特别是在硅粉含量较高的情况下更是如此。当外掺硅粉以提高混凝土强度时，视所用外加剂的品种不同，对凝结时间影响也不同，有的缩短1～2h，有的没有明显增加，有的延缓1～2h。降低空气含量：由于硅粉比表面积较高，同样剂量 引气剂情况下其含气量要减少，尽管使用超塑化剂也是如此。用硅粉取代水泥，可以减少水化热温升。

(5)硅粉水泥的热峰值出现略早于不掺硅粉的混凝土，但总放热量都低于不掺硅粉的混凝土。由于硅粉的加入，产生了火山灰反应和微填料作用，使水泥浆与骨料界面过渡区改善，并使孔结构细化都引起强度增加。但由于用水量增加，要抵消一部分强度增长。掺入硅粉后，对混凝土的强度提高程度可用效率指数来衡量。所谓效率指数是指当用硅粉取代水泥时，1份硅粉对混凝土强度的贡献可能相当于2～5倍水泥所能产生的强度，这个倍数称为硅粉的效率指数。随着硅粉掺量的增加，其效率指数逐渐降低，当硅粉掺量>20％时，其效率指数显著降低，>30％时，混凝土的强度甚至反而下降．因此，掺量通常<20％。当硅粉掺量过高时，新拌混凝土将变得非常粘稠而增加施工浇捣的难度。同时，硅粉的价格高于水泥，在满足设计对混凝土强度或其他性能要求的前提下，以少掺为宜，在高性能混凝土中，常用的掺量一般介于5％～15％之间。

硅粉混凝土干缩和自生收缩随着水灰比减少而增加。一般硅粉混凝土表现为早期干缩增大而后期减少。为了减少硅粉混凝土早期干缩，可采用延长潮湿养护时间，把硅粉配成浆剂或掺入适当的膨胀剂等。

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