微硅粉是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高siO2,冷却后形成高细度颗粒,经收尘器过滤收集即是微硅粉。一般微硅粉的颜色在浅灰和深灰之间,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,另外加密的微硅粉要比自然微硅粉颜色暗。硅灰的粒径都小于1um,平均粒径为0.1um左右,是水泥颗粒直径的1/100,所以硅灰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。
微硅粉主要以二种形式供应,即原态和增密
1、原灰态微硅粉,即通过收尘器直接收集得到的产品,将微硅粉倒入混凝土搅拌机,工作环境粉尘大,工作效率低。
2、加密微硅粉,为解决原灰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“微硅粉加密技术”。这种技术使原灰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,加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吸附部分引气剂
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。
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,硅灰已大量用于高耐久、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。
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、微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,使得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。
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。在混凝土中添加微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,就是加入微硅粉的混凝土,养生期内容易吸水,必须及时保水,以防止干裂。