硅粉在高標號混凝土中的應用

莊偉福+唐燕平+賀俊兵

[摘要]硅粉具有較高的活性，能夠更快更全面的與水泥水化產(chǎn)生氫氧化合物，提高混凝土的性能。混凝土的耐久性越來越受到重視，硅粉在混凝土中的應用也日益廣泛和成熟。本文結合磨石溪特大橋懸臂現(xiàn)澆箱梁的高標號混凝土施工進行了討論。

[關鍵詞]硅粉；高標號混凝土；應用

文章編號：2095-4085（2015）12-0016-02

1 硅粉的定義與作用

1.1硅粉的定義與特點

微硅粉俗稱“硅粉”，是在冶煉鐵和工業(yè)硅時，通過煙道排出的硅蒸汽氧化后，經(jīng)收塵裝置收集加工提純后得到的無定型、粉狀的二氧化硅微小顆粒，顏色為灰白色。

硅粉有以下幾個特點。（1）具有較強的抗腐蝕性能。（2）粒徑較小，能很好地填充水泥和耐火材料顆粒之間的間隙，使?jié){體更致密，流動性能更好，可以大幅度地提高混凝土的綜合性能。（3）具有極高的活性，能大幅度提高混凝土的強度，摻入5%～10%的硅粉，抗壓強度可以提高10%～30%。（4）硅粉在水中易形成-SI-OH基，具有較強的親水性，能增加混凝土的耐久性能，延長制品的壽命。另外它還與游離的Ca（OH）結合，形成穩(wěn)定的硅酸鈣水化物2Ca0·Si0₂+H₂0，該水化物凝膠強度高于Ca（ OH）晶體。（5）具有早強性。（6）可以有效地控制混凝土的離析、泌水，減少或避免混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面、裂縫等缺陷。

1.2硅粉的主要用途

硅粉主要用于水工建筑物、海港工程、鹽水建筑工程、交通工程及高強度、高性能混凝土配制中。

2 實例分析

2.1工程概況

磨石溪大橋位于酉陽縣銅鄉(xiāng)磨石溪，為分離式路基橋梁，左線志訖樁號為ZK10+113.439～ZK10+932.36，跨徑組合（5*40）+（98+180+98）+（3*40）+（3*40），橋長822m，主橋位于半徑1625m的圓曲線上，右線起訖樁號為Kl0+145.478～Kl0+930.522，跨徑組合（5*40） +（98+180+98）+（5*40），橋長782m，主橋位于半徑1625m的圓曲線上，主橋上部為縱、豎、橫三向預應力混凝土箱梁，為單箱單室截面，梁高按1.8次拋物線變化，采用雙懸臂掛籃逐塊對稱澆筑；下部為等截面空心薄壁墩最大墩高124.5m，灌注樁基礎、引橋上部采用40m預應力混凝土連續(xù)T梁，下部采用空心薄壁墩或圓柱墩，灌注樁基礎、全橋樁基100根共1818m，承臺15個，圓柱墩20個，共601m，空心薄壁墩15個共計1288.5m，預制T梁105片，主橋箱梁752m，單T梁塊22個。

2.2本項目采用硅粉的主要原因

（1）施工進度快。箱梁預應力鋼束必須待混凝土立方體強度達到混凝土強度設計等級C55的90%（即>49.5MPa）后，方可張拉。根據(jù)設計圖紙要求，混凝土張拉時間不得低于5天。因此現(xiàn)場施工要求混凝土強度在第五天的時候要滿足張拉強度要求，冬天施工溫度較低，梁體的保溫、養(yǎng)生不到位，梁體前期強度上升較慢。（2）本項目嚴格按標準化管理“三集中”建設；“三集中”包括鋼筋加工場集中、拌合站集中和小型預制構件集中。（3）本項目拌合站配備：攪拌機2臺、水泥罐8個、砂石材料倉8個，項目以橋梁、隧道為主，混凝土方量有22萬方，因泵送高度達到124.5m，要求C55高標號混凝土和易性、保水性等綜合性能高，為減小泵送壓力及防止混凝土離析、堵管，配合比中需要摻外摻材料，如I級粉煤灰、礦粉、硅粉等，往往因水泥品種、外摻產(chǎn)品多樣，造成拌合站水泥儲存罐不夠用，硅粉為袋裝產(chǎn)品，不需要用到水泥罐，采用硅粉可以有效解決水泥罐不足問題。（4）本項目因運距較遠，粉煤灰、礦粉單價較高。（5）不摻硅粉前，混凝土配合比在施工時經(jīng)常因泵送高度高，混凝土離析、堵管造成耽誤施工。

2.3 混凝土配合比的控制

經(jīng)工地試驗室以及監(jiān)理單位配合比驗證，采用水灰比W/C=0.31。應嚴格控制砂的含泥量，碎石的壓碎值、含泥量、級配，外加劑的凝結時間、坍損。Si0₂含量越高，微硅粉的性能越好，在購買硅粉時，應注意控制二氧化硅含量≥85%，燒失量量6%，45μm篩余量≤10%，火山灰活性指數(shù)≥85%，比表面積至15m²/g，需水量比≤125%，含水率≤3%。

3 結語

我國目前硅鐵及工業(yè)硅爐較多，年產(chǎn)微硅粉約25萬t，而現(xiàn)在環(huán)保設備收集的硅粉大約有6萬t左右，在生產(chǎn)過程中，硅粉排放到空氣中，直接污染了環(huán)境，同時也是一種資源的浪費，采用并收集硅粉不僅能做到環(huán)保更能有效利用資源。