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微硅粉(硅灰)在混凝土中的使用說明及注意事項

微硅粉(也叫硅粉)(學名“硅灰”, Microsilica 或 Silica Fume ),微硅粉又叫硅灰。是工業電爐在高溫熔煉工業硅及硅鐵的過程中,隨廢氣逸出的煙塵經特殊的捕集裝置收集處理而成。在逸出的煙塵中,SiO2含量約占煙塵總量的90%,顆粒度非常小,平均粒度幾乎是納米級別,故稱為微硅粉。

1.配合比

對于硅粉混凝土的配合比設計,主要是根據設計要求, 確定微硅粉(硅灰)的摻入方法,微硅粉的最佳摻量,減水劑的最優摻量及砂石料調整,而其它則按普通混凝土設計方法進行。

微硅粉摻加在混凝土中提高混凝土致密度,使其提高強度,提高抗滲、抗磨性能等功能。微硅粉的摻入方法:微硅粉在混凝土中一般有兩種方法: 一是內摻,二是外摻,都要與減水劑配合使用。內摻法往往用微硅粉代替水泥,又分等量代替和部分等量代替兩種,等量代替為微硅粉摻量代替相等的水泥,部分代替為1 kg 微硅粉代替1~3 kg 水泥,作為研究一般摻量為5 %~30 % ,水灰比一般保持不變:而外摻法指的是微硅粉像外加劑那樣摻在混凝土中,而水泥用量不減少,摻量一般為5 %~10 % ,一般外摻法而得的混凝土的力學性能要高得多,但增加了混凝土中膠凝材料用量。

(1)內摻:在加水量不變的前提下,1份微硅粉可取代3~4份水泥(重量)而保持混凝土立方體抗壓強不變而提高混凝土其它性能。(2)外摻:水泥用量不變,摻加微硅粉則顯著提高混凝土強度和其它性能;炷翐饺胛⒐璺蹠r有一定坍落度損失。這點需在配合比試驗時加以注意。微硅粉必須與減水劑聯合使用:建議復摻粉煤灰改善其施工性。用微硅粉配制混凝土時,一般與凝膠材料的重量比為

(一)高性能混凝土:5-10%;
(二)水工混凝土:5-10%
(三)噴射混凝土:5-10%;
(四)助泵劑:2-3%;
(五)耐磨工業地坪:5-10%;
(六)聚合物砂漿、保溫砂漿:10-15%,
(七)不定形耐火澆注料:6-8%。使用前請根據實際需要通過實驗選定合理、經濟的摻量。

微硅粉的最佳摻量:微硅粉在混凝土中摻量太少,對混凝土性能改善不大,但是摻量太多,則混凝土太粘,不易施工,且干縮變形大,抗凍性差,因此,摻微硅粉時,應找出最優摻量才能獲得最佳結果。一般情況下,摻量在10%以內效果較為滿意。微硅粉的合適摻量一般根據所用微硅粉,水泥種類和骨料性質,選擇幾個微硅粉摻量,如3、5、7、10%等,成型混凝土試件,繪制R-SF(強度-微硅粉摻量)曲線確定。值得注意的是微硅粉價格較高,在確定硅粉的最佳摻量時,也要考慮技術經濟指標。

減水劑的最佳摻量:在混凝土中使用微硅粉,如不摻減水劑,想保持相同的流動度,則必然要增加用水量、水灰比增加,摻硅粉的混凝土強度也不上去,這也是過去微硅粉在混凝土中未推廣使用的原因。微硅粉與減水劑聯合使用摻用微硅粉水灰比不變,即用水量不增加,也能達到與未摻硅粉的混凝土具有相同的流動度且硅粉混凝土強度等性能得到大幅度提高,一般國內較多采用萘系高效減水劑,如建1、H、DH3、FDN、NF、N2B 等,其摻量一般為膠材用量的1 %以內,有時為了減小水灰比,拌制超高強混凝土,減水劑摻量達2 %~ 3 %。

砂石料用量調整:內摻微硅粉一般對砂石用量不必調整。外摻微硅粉要扣掉與微硅粉體積相等的砂石體積。

2.攪拌方法

硅粉混凝土應用試驗室作出施工配合比,嚴格按照配合比施工。在硅粉混凝土攪拌時微硅粉應在骨料投料之后加入攪拌機。加入方式有兩種程序:

①投入骨料,隨后投入硅粉攪拌片刻,然后加入水泥干拌一會,再加入水和其它外加劑。

②投入粗骨料+75%水+微硅粉+50%細骨料,攪拌15~30秒,然后投入水泥+外加劑+50%細骨料+25%水+外加劑,攪拌至均勻。攪拌時間比普通混凝土延長20~25%或50~60秒。切忌將微硅粉加入已拌和的混凝土中。

3.澆注方法 

微硅粉混凝土與普通混凝土澆注方法相同,但微硅粉混凝土早強的性能會使終凝時間提前,因此在澆注時應及時搗固,振動密實。在抹面時應注意,微硅粉混凝土有較大的粘稠性和大幅度減少泌水,使抹面困難,必要時應采用帶振動功能的抹面設備。微硅粉混凝土比普通混凝土有較強的收縮性,更易出現早期塑性收縮裂縫,在施工過程中必須盡早良好養護,推薦使用關水養護或使用專用養護液養護的方法。

4.施工安全 

微硅粉混凝土施工安全應嚴格按照混凝土工程有關國家施工規范操作。微硅粉較輕,嚴禁高空拋散,防止微硅粉飛揚。

5.微硅粉的貯存和運輸 

微硅粉在貯存、運輸和使用過程中注意防雨防潮。

注意事項:

          摻量:推薦摻量為6~8%。
   對抗滲混凝土、耐海水侵蝕混凝土、耐磨混凝土,內摻硅粉后,約增加用水量20%,強度不變。
   配制高強、早強混凝土應配合高效減水劑使用,配高強混凝土應選用低硫酸鈉低引氣的高效減水劑。
   使用硅粉混凝土比普通混凝土延長攪拌時間30S,以保證混合均勻。
   二次抹壓:終凝前對混凝土進行二次抹壓,最好在抹壓后覆蓋,以防水分蒸發過快引起表面裂紋。
   保濕養護:終凝后2小時到4小時,即要對混凝土保濕養護,并且要在潮濕環境養護14天以上,養護方法可采用淋水保濕養護,覆蓋保濕養護,或蓄水養護。

微硅粉雖然能改善新拌和硬化混凝土的性能,但如使用不當也會造成質量事故,因而在使用中應注意以下事項:

    1)由于微硅粉顆粒細小,比表面積大,需水量高,因而在混凝土摻入微硅粉時,必須與高效減水劑聯合使用才能取得良好的效果。

    2)微硅粉摻入混凝土的方法有內摻法和外摻法兩種。由于內摻法要減少水泥的用量,故此法一般用在中,低標號的混凝土中;外摻法不減少水泥用量,一般用于高標號的混凝土中。

    3)混凝土中微硅粉摻量不宜太高或太低,一般摻量為5%~10%,在此范圍內微硅粉的有利作用發揮得最好,即不但微硅粉代替水泥的作用最好,各種優良性能得到充分發揮,而且可避免不利的影響,如摻量大于己15%后,混凝土的抗凍性降低等。

    (4)對抗滲混凝土、耐海水侵蝕混凝土、耐磨混凝土,內摻微硅粉后,約增加用水量20%,強度不變。

    (5)由于微硅粉混凝土稠度大,因此在設計混凝土坍落度時應比普通混凝土的大2~3cm。

    6)微硅粉混凝土的攪拌時間應比普通混凝土的延長0.5~1min,以便使混凝土拌和得更均勻,防止微硅粉在混凝土中成團而造成質量事故。

    7)二次抹壓:終凝前對混凝土進行二次抹壓,最好在抹壓后覆蓋,以防水分蒸發過快引起表面裂紋。

    (8)保濕養護:終凝后2小時到4小時,即要對混凝土保濕養護,并且要在潮濕環境養護14天以上,養護方法可采用淋水保濕養護,覆蓋保濕養護,或蓄水養護。

常見問題:

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