1 概述

硅粉混凝土是以硅粉為主要摻合料的復(fù)合型混凝土材料。隨著對(duì)硅粉混凝土材料研究的不斷深入，對(duì)其性能的認(rèn)識(shí)也更為深刻與清楚。一方面，這種材料既是對(duì)工業(yè)廢料的一種再利用，另一方面，摻入硅粉后又可獲得比一般混凝土更為優(yōu)良的性能。所以，這種性價(jià)比優(yōu)越的混凝土材料逐漸被人們所重視，目前正在逐步推廣應(yīng)用。當(dāng)然，合理確定其配合比，不論對(duì)其產(chǎn)品質(zhì)量還是對(duì)生產(chǎn)管理都是十分重要的，因而，也就成為急需解決的問題。我們知道，混凝土材料的性能與其配合比密切相關(guān)，配合比決定著混凝土的性能，而配合比又要依據(jù)性能要求來確定。由于硅粉混凝土與普通型及其他摻合型混凝土的性能有較大的不同，所以，其配合比的確定方法與一般混凝土的確定方法有一定差異。

2 硅粉混凝土的性能特點(diǎn)

2．1 硅粉的性能
　　硅粉顆粒極細(xì)，粒徑0．2～2μm，一般平均為0．5μm，表面積為20～23 m2／g，是水泥的50～60 倍。硅粉具有很高的活性，摻入混凝土中，可顯著地改善混凝土的性能。
2．2 硅粉混凝土的性能特點(diǎn)
　　有關(guān)研究資料表明，硅粉對(duì)混凝土性能的改善，最突出地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
　?。?）強(qiáng)度顯著提高。在普通混凝土中摻入硅粉后，其強(qiáng)度因摻入方式（內(nèi)摻或外摻）、摻入的品種及摻量的不同可提高約40％～150％，圖1 直觀的反映了摻量與強(qiáng)度提高的關(guān)系。

（2）新拌混凝土的和易性獲得顯著改善。摻入硅粉后，混凝土沒有離析和泌水現(xiàn)象，但其坍落度比普通混凝土有明顯減小。實(shí)際中可通過摻入高效減水劑補(bǔ)償坍落度的降低，其摻量與硅粉摻量的關(guān)系見圖2 所示。

（3）硅粉混凝土孔隙?。▽俪⒘靠紫叮?，抗?jié)B性、抗凍性等耐久性能比普通混凝土均有很大提高。從有關(guān)試驗(yàn)資料分析可知，內(nèi)摻5％～10％的硅粉，抗?jié)B性提高約6～11 倍，當(dāng)摻量在15％以內(nèi)，抗凍性約提高2 倍，均達(dá)到普通混凝土水灰比為0．4 時(shí)的抗?jié)B與抗凍能力。
　?。?）其他性能的改善也較明顯?？够瘜W(xué)侵蝕性、抗空蝕性、抗沖擊性，均有大幅度提高。

3 硅粉混凝土配合比設(shè)計(jì)方法問題

3．1 配合比參數(shù)的確定
　　在確定硅粉混凝土配合比參數(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮硅粉混凝土的性能特點(diǎn)。
（1）水灰比的確定
　　以未摻硅粉的普通混凝土為基準(zhǔn)，其基準(zhǔn)配制強(qiáng)度應(yīng)充分考慮摻硅粉后的增強(qiáng)效果。很顯然，基準(zhǔn)配制強(qiáng)度（f 基）應(yīng)為硅粉混凝土“配制強(qiáng)度”（f 摻）折減相應(yīng)的強(qiáng)度增量。其強(qiáng)度折減量應(yīng)以摻量及摻入方式不同而異，可依據(jù)圖3 W／C～fcu 曲線確定。該圖中曲線反映了不同摻入方式下不同摻量時(shí)硅粉混凝土的水灰比與強(qiáng)度關(guān)系。不同摻量時(shí)的曲線與未摻時(shí)的混凝土曲線縱坐標(biāo)之差即為折減量（即強(qiáng)度增值）。當(dāng)摻入方式和摻量一定時(shí)，可以近似認(rèn)為，強(qiáng)度增值（Δfcu）為一常量，這時(shí)可以應(yīng)用普通混凝土的強(qiáng)度與水灰比關(guān)系式計(jì)算基準(zhǔn)水灰比，則有：f 基＝f 摻－Δfcu＝Afcu（c／w－B），且f 基不能小于普通混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)值。
（2）單位用水量的確定
　　硅粉混凝土的單位用水量，可在基準(zhǔn)混凝土單位用水量基礎(chǔ)上作適當(dāng)調(diào)整。
（3）砂率的確定
　　砂率是粗細(xì)骨料的數(shù)量對(duì)比，由于摻硅粉對(duì)其影響不很顯著，同時(shí)考慮摻硅粉后混凝土的粘聚性與保水性都比較良好，因此，以普通混凝土的砂率為依據(jù)，選取較小值即可。
3．2 硅粉摻量的控制
　　據(jù)有關(guān)試驗(yàn)研究，硅粉摻量過大時(shí)，會(huì)降低混凝土的某些性能和經(jīng)濟(jì)性，一般以小于30％摻量為宜。當(dāng)有抗凍要求時(shí)，摻量應(yīng)控制在15％以內(nèi)。摻量在5％～15％比較經(jīng)濟(jì)。
3．3 最小灰粉用量
　　根據(jù)混凝土對(duì)灰漿量的要求，水泥與硅粉總量應(yīng)不小于普通混凝土的水泥最小用量。

4 硅粉混凝土配合比設(shè)計(jì)原則與步驟

4．1 配合比設(shè)計(jì)原則
　　（1）摻硅粉對(duì)混凝土性能的改善是相對(duì)于未摻而言，所以，配合比設(shè)計(jì)應(yīng)以普通混凝土為基準(zhǔn)，確定有關(guān)參數(shù)，并據(jù)此進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
　?。?）由于硅粉混凝土與未摻硅粉的普通混凝土的生產(chǎn)過程一致，所以，強(qiáng)度保證率、標(biāo)準(zhǔn)差及離差系數(shù)與未摻混凝土相同，按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。
　?。?）由于摻硅粉后強(qiáng)度提高顯著，故在確定配合比時(shí)應(yīng)予充分考慮。

（4）由于硅粉密度較小，摻入量的多少不同，將使混凝土密度有較大差異，所以，應(yīng)按絕對(duì)體積法計(jì)算。
　?。?）鑒于試驗(yàn)資料的局限性，摻量的計(jì)算可按內(nèi)摻法或外摻法進(jìn)行。
4．2 配合比設(shè)計(jì)步驟
　　（1）搜集需配制的混凝土基本資料，擬定硅粉摻量（fsi）和摻配方式（內(nèi)摻法或外摻法）確定配制強(qiáng)度。
　?。?）計(jì)算基準(zhǔn)配比參數(shù)：水灰比（W／C），單位用水量（mwo）砂率（βs）。
　?。?）計(jì)算基準(zhǔn)材料用量：水（mwo），水泥（mco），砂子（mso），石子（mGo）。
　?。?）計(jì)算硅粉混凝土材料量
　?、俟璺蹞搅縨si＝mcofsi，當(dāng)內(nèi)摻時(shí)水泥量為mc＝mco（1－fsi），外摻時(shí)水泥量為mc＝mco。
　?、谒縨w＝mwo
　?、鬯嗉肮璺蹪{體積VP＝mc／ρc＋msi／ρsi＋mw
　?、苌?、石凈體積VA＝1 000（1－α）－Vp，α 為含氣量（1％～3％）；砂子用量ms＝VA　　βsρs；石子用量mG＝VAρG（1－βs）。
　?、萃饧觿搅浚〒?jù)圖2 確定）。

5 結(jié)語

硅粉混凝土性能的獨(dú)特性，使其配合比設(shè)計(jì)方法有別于一般混凝土。
　?。?）配制強(qiáng)度應(yīng)是在設(shè)計(jì)強(qiáng)度基礎(chǔ)上減去強(qiáng)度增值，以充分利用強(qiáng)度增長(zhǎng)效果，達(dá)到節(jié)約水泥的目的。
　?。?）因硅粉混凝土的抗?jié)B、抗凍性均可滿足工程的各種要求，在確定水灰比時(shí)，對(duì)抗?jié)B、抗凍要求一般不予考慮，僅依據(jù)強(qiáng)度要求確定，即按折減后求得的配制強(qiáng)度確定，其強(qiáng)度折減值是依據(jù)圖解法求得。
　?。?）硅粉混凝土須摻入高效減水劑，其摻量主要依據(jù)流動(dòng)性要求和硅粉摻量確定。