最近很多砼行一直在咨詢一個(gè)問(wèn)題,微珠是什么?微硅粉(硅灰)是什么??jī)烧哂惺裁磪^(qū)別?用于何處?以下是詳細(xì)答案:
微珠也稱漂珠,是燃煤火電廠從煙囪排出的飛灰,經(jīng)過(guò)專用設(shè)備收集后得到的高活性球狀玻璃體。微珠比表面積達(dá)9000m2/kg,約是水泥的30倍;自然堆積密度670kg/m3,壓縮堆積密度890kg/m3;需水量比90%左右,28d活性指數(shù)可達(dá)110%。由于微珠顆粒極細(xì)小,加到混凝土中可填充水泥顆粒間空隙,使自由水得以排放出來(lái),增大水泥漿流動(dòng)性,因此可用于配制自密實(shí)混凝土,其硬化后混凝土強(qiáng)度和耐久性較普通混凝土有很大提高。微珠在顯微鏡下為球型結(jié)構(gòu),對(duì)于混凝土主要起到滾珠效應(yīng),降低黏度效果比較好,尤其適用于C60以上的混凝土;其主要應(yīng)用區(qū)域?yàn)椋篣HPC灌漿料、高標(biāo)號(hào)混凝土、自流平砂漿等。
硅粉(也叫微硅粉)(學(xué)名“微硅粉(硅灰)”,Microsilica或SilicaFume),硅粉又叫微硅粉(硅灰)。硅粉是冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時(shí)的副產(chǎn)品,通過(guò)煙道排出的硅蒸汽令其氧化并冷收塵而得。硅粉是所有摻合料中性能最好的一種,同時(shí)也是價(jià)格最貴的摻合料。一般只在高強(qiáng)、高耐久性混凝土中使用。
微硅粉(硅灰)主要以二種形式供應(yīng),即原態(tài)微硅粉(硅灰)和增密微硅粉(硅灰)。
1、原態(tài)微硅粉(硅灰),即通過(guò)收塵器直接收集得到的產(chǎn)品,松散容積約為150-200kg/m3,原態(tài)微硅粉(硅灰)一般采用袋裝運(yùn)輸,由于密度很小,長(zhǎng)途運(yùn)輸效率較低,使用時(shí)多采用人工直接破袋將微硅粉(硅灰)倒人混凝土攪拌機(jī),工作環(huán)境粉塵大,工作效率低。
2、增密微硅粉(硅灰),為解決原態(tài)微硅粉(硅灰)不宜長(zhǎng)途運(yùn)輸及效率低的問(wèn)題,開(kāi)發(fā)出了提高微硅粉(硅灰)松散密實(shí)度的“微硅增密技術(shù)”。這種技術(shù)使原態(tài)微硅粉(硅灰)在壓縮空氣流的作用下,滾動(dòng)聚集成小的顆粒團(tuán),從而將微硅粉(硅灰)的松散容積提高到500-700kg/m3,大大方便了使用,增密微硅粉(硅灰)小顆料團(tuán)的顆粒凝聚力較弱,在混凝土攪拌機(jī)中的攪拌過(guò)程非常容易散開(kāi),因此微硅粉(硅灰)顆粒能在骨料投料后投入攪拌機(jī),以保證增密微硅顆粒團(tuán)散開(kāi)和良好的分散。
對(duì)于微硅粉(硅灰)混凝土的配合比設(shè)計(jì),主要是根據(jù)設(shè)計(jì)要求,確定微硅粉(硅灰)的摻入方法,微硅粉(硅灰)的最佳摻量,減水劑的最優(yōu)摻量及砂石料調(diào)整,而其它則按普通混凝土設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。
微硅粉(硅灰)摻加在混凝土中提高混凝土致密度,使其提高強(qiáng)度,提高抗?jié)B、抗磨性能等功能。微硅粉(硅灰)的摻入方法:微硅粉(硅灰)在混凝土中一般有兩種方法:一是內(nèi)摻,二是外摻,都要與減水劑配合使用。內(nèi)摻法往往用微硅粉(硅灰)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(硅灰)摻量代替相等的水泥,部分代替為1kg微硅粉(硅灰)代替1~3kg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(硅灰)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(xué)性能要高得多,但增加了混凝土中膠凝材料用量。
(1)內(nèi)摻
在加水量不變的前提下,1份微硅粉(硅灰)可取代3~4份水泥(重量)而保持混凝土立方體抗壓強(qiáng)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(硅灰)則顯著提高混凝土強(qiáng)度和其它性能。混凝土摻入微硅粉(硅灰)時(shí)有一定坍落度損失。這點(diǎn)需在配合比試驗(yàn)時(shí)加以注意。微硅粉(硅灰)必須與減水劑聯(lián)合使用:建議復(fù)摻粉煤灰改善其施工性。用微硅粉(硅灰)配制混凝土?xí)r,一般與凝膠材料的重量比為:
①高性能混凝土:5-10%;
②水工混凝土:5-10%
③噴射混凝土:5-10%;
④助泵劑:2-3%;
⑤耐磨工業(yè)地坪:5-10%;
⑥聚合物砂漿、保溫砂漿:10-15%,
⑦不定形耐火澆注料:6-8%。使用前請(qǐng)根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)選定合理、經(jīng)濟(jì)的摻量。
微硅粉(硅灰)在混凝土中應(yīng)用能體現(xiàn)的11條優(yōu)點(diǎn):
1、微硅粉(硅灰)是一種物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定的活性摻和料,不含結(jié)晶水,參與固化反應(yīng),不影響反應(yīng)機(jī)理。
2、對(duì)各類樹(shù)脂有良好的浸潤(rùn)性,吸附性能好,易混合,不產(chǎn)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。
3、微硅粉(硅灰)粒度大小分布合理,致密性強(qiáng),硬度大,耐磨性能好,可大幅度提高固化物的抗拉、抗壓、抗沖擊強(qiáng)度和耐磨性能,抗沖磨能力能提高0.5—2.5倍。
4、能增大導(dǎo)熱系數(shù),改變膠粘性和增加阻燃性能。
5、能降低環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)的放熱峰溫度,降低固化物的線膨脹系數(shù)和固化物的收縮率,從而消除內(nèi)應(yīng)力,防止開(kāi)裂。
6、由于微硅粉(硅灰)的粒度細(xì),分布合理,能有效的減少和消除沉淀,分層現(xiàn)象。
7、微硅粉(硅灰)質(zhì)純,雜質(zhì)含量低,物化性能穩(wěn)定,使固化物具有良好的絕緣性能和抗電弧性能。
8、微硅粉(硅灰)的化學(xué)成分為二氧化硅(SiO2)惰性物質(zhì),與大部分酸、堿不起化學(xué)反應(yīng),微硅粉(硅灰)均勻分布、覆蓋在物件表面,具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,抗空蝕能力提高3—16倍。
9、微硅粉(硅灰),堆積密度?。阂环N在0.2-0.8之間,一種在1.0-2.2之間。作為聚合物填充材料,較其他礦物性填品用量少,裝載重量小,節(jié)省聚合物用量,因此可降低產(chǎn)品成本。
10、抗凍性:微硅粉(硅灰)在經(jīng)過(guò)300—500次快速凍解循環(huán),相對(duì)彈性模量隆低10—20%,而普通混凝土通過(guò)25—50次循環(huán),相對(duì)彈性模量隆低為30—73%。因此可以提高混凝土的抗凍性。
11、早強(qiáng)性:微硅粉(硅灰)混凝土使誘導(dǎo)期縮短,具有早強(qiáng)的特性。這些特性都是很好的。
微硅粉(硅灰)在混凝土中的應(yīng)用
?
1.微硅粉(硅灰)混凝土用在水利水電工程上,可以提高工程的抗磨蝕能力,國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的抗磨蝕材料多用環(huán)氧砂漿等高分子材料,這類材料抗磨蝕能力雖好,但由于它本身線膨脹系數(shù)數(shù)倍于基底普通混凝土,與基底混凝土溫度適應(yīng)不好,在自然氣候條件下容易開(kāi)裂脫落,且施工復(fù)雜,有毒性,成本昂貴,不能大面積推廣應(yīng)用。而使用微硅粉(硅灰)混凝土,抗沖磨蝕能力提高1倍左右,抗48m/s流速級(jí)的抗磨蝕能力提高3倍以上。
2.微硅粉(硅灰)混凝土用在水利工程上,可以提高工程的抗裂性能。水工混凝土裂縫已成為人們普遍關(guān)注的大問(wèn)題。裂縫的原因是由于材料本身的水化熱升溫,如在混凝土中摻入粉煤灰,雖可以降低化電熱升溫,但早期強(qiáng)度比較低,使粉煤灰用量受到限制。
3.微硅粉(硅灰)混凝土可以提高抗?jié)B透性能和抗鹽蝕性能,保護(hù)鋼筋。水下工程中由于氯離子滲入混凝土中,引起鋼筋快速銹蝕,混凝土脫層,壽命短,破壞性嚴(yán)重。水下混凝土澆筑一般采用導(dǎo)管法,由于水泥漿的散失,使其與基層不能很好黏結(jié),并且降低與水接觸部分的強(qiáng)度。在水下混凝土中摻入微硅粉(硅灰)后,這些問(wèn)題均能得到明顯的改善。
4.微硅粉(硅灰)混凝土用在交通公路路面的搶修上,具有極強(qiáng)的耐磨特性。用普通混凝土澆筑道路,需要28天才能正常通車(chē),一般早強(qiáng)混凝土也要3天才能通車(chē),混凝土公路路面損壞是不可避免的。用常規(guī)的方法修復(fù),常常要造成交通中斷,從而帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。而使用具有早強(qiáng)及耐磨特性的微硅粉(硅灰)混凝土,經(jīng)實(shí)際運(yùn)用效果十分理想。
微硅粉(硅灰)在混凝土中的應(yīng)用,主要運(yùn)用在水利電力工程、修建公路橋梁方面,成效非常理想。
微硅粉(硅灰)的最佳摻量
微硅粉(硅灰)在混凝土中摻量太少,對(duì)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(硅灰)時(shí),應(yīng)找出最優(yōu)摻量才能獲得最佳結(jié)果。一般情況下,摻量在10%以內(nèi)效果較為滿意。微硅粉(硅灰)的合適摻量一般根據(jù)所用微硅粉(硅灰),水泥種類和骨料性質(zhì),選擇幾個(gè)微硅粉(硅灰)摻量,如3、5、7、10%等,成型混凝土試件,繪制R-SF(強(qiáng)度-微硅粉(硅灰)摻量)曲線確定。值得注意的是微硅粉(硅灰)價(jià)格較高,在確定微硅粉(硅灰)的最佳摻量時(shí),也要考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
減水劑的最佳摻量
在混凝土中使用微硅粉(硅灰),如不摻減水劑,想保持相同的流動(dòng)度,則必然要增加用水量、水灰比增加,摻微硅粉(硅灰)的混凝土強(qiáng)度也不上去,這也是過(guò)去微硅粉(硅灰)在混凝土中未推廣使用的原因。微硅粉(硅灰)與減水劑聯(lián)合使用摻用微硅粉(硅灰)水灰比不變,即用水量不增加,也能達(dá)到與未摻微硅粉(硅灰)的混凝土具有相同的流動(dòng)度且微硅粉(硅灰)混凝土強(qiáng)度等性能得到大幅度提高,一般國(guó)內(nèi)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(nèi),有時(shí)為了減小水灰比,拌制超高強(qiáng)混凝土,減水劑摻量達(dá)2%~3%。
砂石料用量調(diào)整:
內(nèi)摻微硅粉(硅灰)一般對(duì)砂石用量不必調(diào)整。外摻微硅粉(硅灰)要扣掉與微硅粉(硅灰)體積相等的砂石體積。
攪拌方法:
微硅粉(硅灰)混凝土應(yīng)用試驗(yàn)室作出施工配合比,嚴(yán)格按照配合比施工。在微硅粉(硅灰)混凝土攪拌時(shí)微硅粉(硅灰)應(yīng)在骨料投料之后加入攪拌機(jī)。加入方式有兩種程序:
①投入骨料,隨后投入微硅粉(硅灰)攪拌片刻,然后加入水泥干拌一會(huì),再加入水和其它外加劑。
②投入粗骨料+75%水+微硅粉(硅灰)+50%細(xì)骨料,攪拌15~30秒,然后投入水泥+外加劑+50%細(xì)骨料+25%水+外加劑,攪拌至均勻。攪拌時(shí)間比普通混凝土延長(zhǎng)20~25%或50~60秒。切忌將微硅粉(硅灰)加入已拌和的混凝土中。
澆注方法:
微硅粉(硅灰)混凝土與普通混凝土澆注方法相同,但微硅粉(硅灰)混凝土早強(qiáng)的性能會(huì)使終凝時(shí)間提前,因此在澆注時(shí)應(yīng)及時(shí)搗固,振動(dòng)密實(shí)。在抹面時(shí)應(yīng)注意,微硅粉(硅灰)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(shí)應(yīng)采用帶振動(dòng)功能的抹面設(shè)備。微硅粉(硅灰)混凝土比普通混凝土有較強(qiáng)的收縮性,更易出現(xiàn)早期塑性收縮裂縫,在施工過(guò)程中必須盡早良好養(yǎng)護(hù),推薦使用關(guān)水養(yǎng)護(hù)或使用專用養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù)的方法。
施工安全:
微硅粉(硅灰)混凝土施工安全應(yīng)嚴(yán)格按照混凝土工程有關(guān)國(guó)家施工規(guī)范操作。微硅粉(硅灰)較輕,嚴(yán)禁高空拋散,防止微硅粉(硅灰)飛揚(yáng)。
微硅粉(硅灰)的貯存和運(yùn)輸:
微硅粉(硅灰)在貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中注意防雨防潮。
綜述:微珠和微硅粉(硅灰)各有千秋,適用區(qū)域不見(jiàn)相同,各有優(yōu)劣,微硅粉(硅灰)細(xì)度比較小,活性比較高,混凝土黏度比較大;微珠,顯微鏡下呈球形,對(duì)于混凝土降低黏度有很好的效果,尤其適用于高標(biāo)號(hào)混凝土;兩者各有千秋,需要緊密配合。