1、加速膠凝材料系統(tǒng)的水化

硅灰對膠凝材料系統(tǒng)水化放熱的影響

2、提高灌漿料強度

當硅灰與高效減水劑配合使用時，硅灰與水化產(chǎn)物Ca（OH）2反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠，填充水泥顆粒間的空隙，改善界面結(jié)構(gòu)及粘結(jié)力，形成密實結(jié)構(gòu)，從而顯著提高灌漿料強度。一般硅灰摻量5%~10%，便可配出抗壓強度100MPa的超高強灌漿料。

3、增加致密度

硅灰顆粒很細小，可以填塞在水泥顆粒之間的空隙。顆粒密堆積，可以減少泌水，減少毛細太原高強無收縮灌漿料孔和平均孔徑。硅灰的摻量在5%~10%時，可以獲得良好的摻加效果。應(yīng)采用減水劑保證硅灰和水泥分散。

4、改善灌漿料離析和泌水性能

5、提高灌漿料的抗?jié)B性、抗化學(xué)腐蝕性

6、硅粉對灌漿料抗凍性的影響

關(guān)于硅粉對灌漿料抗凍性的影響，國內(nèi)外的大量研究表明，在等量取代的情況下，摻量小于15%的灌漿料，其抗凍性基本相同，有時還會提高（如摻量5%~10%時），但摻量超過20%會明顯降低硅粉灌漿料的抗凍性。

在高性能灌漿料中，從減少早期塑性收縮和干縮考慮，一般把硅粉摻量控制在膠凝材料總cgm灌漿料多少錢一噸量的10%以內(nèi)，這時由于氣泡間距系數(shù)降低，抗凍性往往有所提高。

7、硅粉與堿—骨料反應(yīng)

堿—骨料反應(yīng)是骨料中的活性氧化硅和水泥中的堿發(fā)生反應(yīng)生成吸水產(chǎn)物，體積增大，導(dǎo)致灌漿料的膨脹和開裂。當向灌漿料中摻入硅灰后，硅灰和水泥中堿反應(yīng)，能夠防止這種過度的膨脹。國內(nèi)外實踐表明：硅灰對抑制灌漿料中的堿—骨料反應(yīng)是有利的。在計算灌漿料中的總堿量時，硅灰?guī)说挠行A量按照其總堿含量的50%計算。

1、微硅粉制造高 強度混凝土( C70 以上)，顯著提高混凝土的強度和泵送性能;

2、制造高抗?jié)B(≥ P30 )、結(jié)構(gòu)自防水混凝土，用于地鐵、隧道、高層建筑物的地下室;

3、微硅粉粒度大小分布合理，致密性強，硬度大，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗壓、抗沖擊強度和耐磨性能，抗沖磨能力能提高0.5—2.5倍。

4、微硅粉能增大導(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，防止開裂。

6、由于微硅粉的粒度細，分布合理，能有效的減少和消除沉淀，分層現(xiàn)象；

7、微硅粉質(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、制造海工和化工混凝土，由于其高致密性能，有效阻止硫酸鹽及氯離子對混凝土的滲透、侵蝕，避免混凝土鋼筋受到腐蝕，從而延長混凝土的壽命;

9、微硅粉的化學(xué)成分為二氧化硅(SiO2)，屬惰性物質(zhì)，與大部分酸、堿不起化學(xué)反應(yīng)，微硅粉均勻分布、覆蓋在物件表面，具有較強的抗腐蝕性，抗空蝕能力提高3—16倍。

10、微硅粉堆積密度?。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。

11、微硅粉抗凍性：微硅粉在經(jīng)過300—500次快速凍解循環(huán)，相對彈性模量隆低10—20%，而普通混凝土通過25—50次循環(huán)，相對彈性模量隆低為30—73%。因此可以提高混凝土的抗凍性。

12、微硅粉早強性：微硅粉混凝土使誘導(dǎo)期縮短，具有早強的特性。這些特性都是很好的!

13、微硅粉在水利、高速公路、橋梁工程項目中，混凝土不僅需要上述基本指標，更對其耐磨、耐沖刷有非?？量痰囊?，摻入微硅粉非常必要;

14、微硅粉極強的活性，具有減水性能，適用于快速施工需要的早強、高強混凝土的外加劑; 隧道、地鐵、大型基坑結(jié)構(gòu)施工過程中用于支護的高強噴射混凝土的外加劑;水下施工項目(如：橋墩、大壩、鉆井平臺等)用的混凝土的外加劑;

強度變化特性 低水泥澆注料的強度不論是低溫、中溫和高溫階段都能持續(xù)增長，而普通澆注料的中溫強度有明顯下降。兩種澆注料的熱態(tài)抗折強度如下：
（1）1100℃*1h 1400℃*1h
（2）低水泥澆注料 9.4Mpa 2.0Mpa
（3）普通澆注料 4.8Mpa 0,7Mpa
（4）線變化在加熱時，低水泥澆注料的收縮值低于普通澆注料，達到1500℃時，低水泥澆注料出現(xiàn)了0.1-0.8%的微膨脹，因此材料不會出現(xiàn)裂縫。
（5） 耐火度經(jīng)測定，低水泥澆注料的耐火度為1790-1830℃，高于普通澆注料（1690-1710℃）。
荷重軟化點測試結(jié)果如下：
（1）普通澆注料 低水泥澆注料
（2）荷重軟化點 KD 4% KD 4%
（3）溫度，℃ 1170 1325 1240 1395
（4） 熱膨脹在1400℃前兩種澆注料基本一致。1400℃后低水泥澆注料稍有收縮后又開始膨脹，1500℃時膨脹率為.5%，而普通澆注料1400℃后急劇收縮，1500℃時膨脹率已為負值（-1.8%）。

1、用于砂漿與砼中：高層建筑物、海港碼頭、水庫大壩、水利、涵閘、鐵路、公路、橋梁、地鐵、隧道、機場跑道、砼路面以及煤礦巷道錨噴加固等。

2、材料工業(yè)中：

（1）高檔高性能低水泥耐火澆注料及預(yù)制件，使用壽命是普通澆注料的三倍，耐火度提高約100℃，高溫強度及抗熱震性能都明顯改善。已普遍應(yīng)用于：焦爐、煉鐵、煉鋼、軋鋼、有色金屬、玻璃、陶瓷及發(fā)電等行業(yè)。

（2）大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、涂抹修補料等。

（3）自流型耐火澆注材料及干濕法噴射施工應(yīng)用。

（4）氧化物結(jié)合碳化硅制品（陶瓷窯窯具、隔焰板等）。

（5）高溫型硅酸鈣輕質(zhì)隔熱材料。

（6）電瓷窯用剛玉莫來石推板。

（7）高溫耐磨材料及制品。

（8）剛玉及陶瓷制品。

（9）賽隆結(jié)合制品。

微硅粉目前除在澆注型耐火材料中普遍使用之外，在電熔和燒結(jié)型耐火材料亦獲得大量應(yīng)用。

3、新型墻體材料、飾面材料：

（1）墻體保溫用聚合物砂漿、保溫砂漿、界面劑。

（2）水泥基聚合物防水材料。

（3）輕骨料保溫節(jié)能砼及制品。

（4）內(nèi)外墻建筑用膩子粉加工。

4、 微硅粉其他用途：

（1）硅酸鹽磚原料。

（2）生產(chǎn)水玻璃。

（3）用做有機化合物的補強材料。因其成份與氣相法生產(chǎn)的白炭黑相近。可以用在橡膠、樹脂、涂料、油漆、不飽合聚酯等高分子材料中用作填充補強材料。

（4）化肥行業(yè)中用作防結(jié)塊劑。

五、微硅粉使用方法及注意事項：

1、 摻量：一般為膠凝材料量的5-10%。微硅粉的摻加方法分為內(nèi)摻和外摻，

（1）內(nèi)摻：在加水量不變的前提下，1份硅粉可取代3-5份水泥（重量）并保持混凝土抗壓強度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。

微硅粉須與減水劑配合使用，建議復(fù)摻粉煤灰和磨細礦渣以改善其施工性。

用微硅粉配制混凝土?xí)r，一般與膠凝材料的重量比為：

（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(yè)地坪：6-8%；

（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(jù)實際需要通過實驗選定合理、經(jīng)濟的摻量。

2﹑摻加方法：

（1）投入骨料，隨后投入微硅粉、水泥干拌后，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，攪拌至均勻。攪拌時間比普通混凝土延長20-25%或50-60秒。切忌將硅粉加入已拌和的混凝土中。

3、施工方法：

微硅粉混凝土與普通混凝土的施工方法并無重大區(qū)別，但施工中良好地組織與振搗密實很有必要。微硅粉混凝土早強的性能會使終凝時間提前，在抹面時應(yīng)

加注意；同時摻加微硅粉會提高混凝土的粘滯性和大幅度減少泌水，使抹面稍顯困難。

4、施工安全：

微硅粉混凝土施工安全應(yīng)嚴格按照混凝土工程的有關(guān)國家施工規(guī)范進行操作，但因微硅粉較輕，嚴禁高空拋灑材料，防止微硅粉飛揚。

六、微硅粉產(chǎn)品的包裝、貯存與運輸：

1、本產(chǎn)品使用復(fù)膜塑料編織袋包裝。包裝規(guī)格為：850公斤/袋30千克/袋、25千克/袋等。

2、本產(chǎn)品應(yīng)在干燥、避雨、遮陽的環(huán)境中存放。產(chǎn)品遇水結(jié)塊活性損失。禁止在陽光下長時間暴曬，以免包裝袋風(fēng)化，產(chǎn)品外灑。

3、本產(chǎn)品不屬危險品，運輸可按《非危險品規(guī)則》辦理。

1?試驗材料及方法

采用的硅灰來自上海鐵合金廠:粒徑為0.5～1μm的占81.09%，SiO2含量為94.50%；水泥:32.5級普通硅酸鹽水泥，大連山水泥廠回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，安定性合格。原材料化學(xué)成分見表1。
表1 原材料的化學(xué)成分 %

水泥凈漿強度試驗使用:2cm×2cm×2cm凈漿試體，固定用水量為27%。

2?試驗結(jié)果

2.1?硅灰對水泥凈漿性能的影響
硅灰對水泥凈漿抗壓強度和凝結(jié)時間的影響見表2。從表2可見，摻硅灰的水泥凈漿3d抗壓強度隨硅灰摻量的增加逐漸下降，且低于對比水泥凈漿；28d、90d抗壓強度都接近甚至超過對比水泥凈漿的強度，且隨硅灰摻量的增加逐漸增大。硅灰的摻入使得凝結(jié)時間稍有增加。
表2 硅灰對水泥凈漿抗壓強度和凝結(jié)時間的影響

早期強度隨摻量增加而降低，是由于硅灰替代水泥，使水泥礦物的相對數(shù)量減少；但是，由于硅灰極其微細，具有高火山灰活性，能吸收水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2，生成C-S-H凝膠，使Ca(OH)2晶體生長受到限制，晶粒細化，而且硅灰水化產(chǎn)物填充在界面，改善孔結(jié)構(gòu)，使28d強度能趕上或超過對比水泥凈漿的強度。但是，28d到3個月強度的增長幅度，摻有硅灰的不如對比水泥凈漿大，這主要由于硅灰的活性高，28d時基本反應(yīng)完全，或被水化凝膠產(chǎn)物包裹，故后期對強度增長幾乎沒有貢獻，而水泥礦物28d后仍然能夠繼續(xù)水化。
硅灰對水泥凈漿抗硫酸鹽、干縮率、抗碳化能力、抗凍性能的影響分別見表3～表6。
表3 水泥凈漿經(jīng)硫酸鹽侵蝕的抗壓強度 Mpa

注：模擬海水的組成為：2.7%NaCl+0.32%MgCl2+0.22%MgSO4+0.13%K2SO4，其余為水。
表4 水泥凈漿干縮率度驗結(jié)果 %

表5 水泥凈漿抗碳化性能

表6 水泥凈漿抗凍性能

從表3～表6可以明顯看到:硅灰的摻入對水泥抗硫酸鹽侵蝕、抗干縮、抗碳化、抗凍等性能都有一定幅度的提高，提高的幅度一般能夠達到10%～15%；而且硅灰的摻量越多，對水泥各種耐久性能的改善就越明顯。
2.2?微觀分析
水泥中摻入5%硅灰，對比不摻硅灰的水泥凈漿，水化28d，通過SEM進行水化產(chǎn)物形貌的觀察和分析，結(jié)果分別見圖1和圖2。
圖1顯示，對比水泥凈漿水化28d后，水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)疏松，還存在沒有水化的水泥顆粒，而且出現(xiàn)大量生長較大、規(guī)則排列的Ca(OH)2晶體；而在摻硅灰5%的水泥漿體(見圖2)中，水化產(chǎn)物呈凝膠狀，幾乎找不到結(jié)晶完整粗大鈣礬石和Ca(OH)2晶體；水化產(chǎn)物沒有固定的規(guī)則外形，尺寸極其細??；硬化體呈現(xiàn)整體化結(jié)構(gòu)，凝膠狀的水化產(chǎn)物并不獨立分散分布。

3?結(jié)論
1)在水泥中摻入2.5%、5%和10%的硅灰，其后期強度能趕上并超過對比水泥凈漿，摻量越大，增長越明顯。
2)摻入2.5%、5%的硅灰對水泥凈漿抗化學(xué)侵蝕性能、抗干縮、抗碳化、抗凍性能等都有一定幅度的提高，而且硅灰摻量越大，對水泥的性能改善越明顯。
3)與對比水泥凈漿相比，摻入5%硅灰的水泥水化28d凈漿結(jié)構(gòu)致密，孔隙少，看不到大量明顯的晶體。

微硅粉在灌漿料造成什么樣的影響呢？微硅粉可以加速灌漿料膠凝材料系統(tǒng)的水化速度。用等量的水泥替換成微硅粉后，水化放大熱量就會增加。在早期水化放熱的過程中，灌漿料工程應(yīng)該在選擇材料上特別注意一下。

微硅粉在灌漿料上有提升強度的作用。微硅粉會和減水劑同時使用，使灌漿料里的水膠比例降低很多。水泥顆粒之間的縫隙會被微硅粉填滿。從而提升灌漿料的抗壓強度。事實證明，微硅粉的用量需要注意，如果過多也會導(dǎo)致灌漿料的強度下降。所以在微硅粉的使用在前期就好，在高層的建筑上使用，可以提高抗腐、耐磨、和抗沖磨強度。

微硅粉有獨特的致密性質(zhì)。也是因為微硅粉可以足夠的小，添加在灌漿料中，提高灌漿料的密度。就像人的皮膚一樣，更加緊湊，減少水分的排除和進入。達到這種效果，需要微硅粉的摻加量在5-10%左右。

微硅粉對灌漿料的抗凍性能有一定的提升，在國外對微硅粉開發(fā)研究早的國家，他們對微硅粉的研究更加先進，根據(jù)研究表明，在等量的微硅粉取代等量的水泥之后，摻加量小于15%的微硅粉灌漿料，抗凍功能基本沒有差別，但是如果超過20%抗凍效果就會明顯提升。

硅灰(微硅粉)的顏色有如下特點：

顏色多種多樣，從白到黑，總體上灰白色居多。
硅灰的顏色具有不可控性，由于決定顏色的因素很多，顏色也有不穩(wěn)定性，這個月的是這種顏色，不能保證下個月會是同樣的，有細微的差別。個別情況下會有比較大的變化。如果對顏色要求嚴格，比如對白度有要求，通常很難達到要求。
硅灰（微硅粉）的顏色與性能沒有多大關(guān)聯(lián)。比如耐火材料用硅灰，顏色與流動性沒有必然關(guān)聯(lián)。不能說灰白的性能好，黑色的性能不好等。也就是說顏色對硅灰的使用性能沒有任何影響，只不過有部分用戶對外觀顏色與一定要求。
影響顏色的因素很多，比如爐溫，硅灰中氧化鐵及自由碳的含量，生產(chǎn)的原料，加密的程度等等。

1、用于砂漿與砼中：高層建筑物、海港碼頭、水庫大壩、水利、涵閘、鐵路、公路、橋梁、地鐵、隧道、機場跑道、砼路面以及煤礦巷道錨噴加固等。

2、材料工業(yè)中：
（1）高檔高性能低水泥耐火澆注料及預(yù)制件，使用壽命是普通澆注料的三倍，耐火度提高約100℃，高溫強度及抗熱震性能都明顯改善。已普遍應(yīng)用于：焦爐、煉鐵、煉鋼、軋鋼、有色金屬、玻璃、陶瓷及發(fā)電等行業(yè)。

（2）大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、涂抹修補料等。

（3）自流型耐火澆注材料及干濕法噴射施工應(yīng)用。

（4）氧化物結(jié)合碳化硅制品（陶瓷窯窯具、隔焰板等）。

（5）高溫型硅酸鈣輕質(zhì)隔熱材料。

（6）電瓷窯用剛玉莫來石推板。

（7）高溫耐磨材料及制品。

（8）剛玉及陶瓷制品。

（9）賽隆結(jié)合制品。

微硅粉目前除在澆注型耐火材料中普遍使用之外，在電熔和燒結(jié)型耐火材料亦獲得大量應(yīng)用。

3、新型墻體材料、飾面材料：
（1）墻體保溫用聚合物砂漿、保溫砂漿、界面劑。

（2）水泥基聚合物防水材料。

（3）輕骨料保溫節(jié)能砼及制品。

（4）內(nèi)外墻建筑用膩子粉加工。

4、 微硅粉其他用途：

（1）硅酸鹽磚原料。

（2）生產(chǎn)水玻璃。
（3）用做有機化合物的補強材料。因其成份與氣相法生產(chǎn)的白炭黑相近。可以用在橡膠、樹脂、涂料、油漆、不飽合聚酯等高分子材料中用作填充補強材料。

（4）化肥行業(yè)中用作防結(jié)塊劑。

五、微硅粉使用方法及注意事項：

1、 摻量：一般為膠凝材料量的5-10%。微硅粉的摻加方法分為內(nèi)摻和外摻，

（1）內(nèi)摻：在加水量不變的前提下，1份硅粉可取代3-5份水泥（重量）并保持混凝土抗壓強度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。

微硅粉須與減水劑配合使用，建議復(fù)摻粉煤灰和磨細礦渣以改善其施工性。

用微硅粉配制混凝土?xí)r，一般與膠凝材料的重量比為：

（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(yè)地坪：6-8%；

（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(jù)實際需要通過實驗選定合理、經(jīng)濟的摻量。

2﹑摻加方法：
微硅粉混凝土及澆注料應(yīng)由試驗室作出施工配合比。嚴格按照配合比施工。在微硅粉混凝土的攪拌中微硅粉應(yīng)在骨料投料之后立即加入攪拌機。加入方式有兩種程序：

（1）投入骨料，隨后投入微硅粉、水泥干拌后，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，攪拌至均勻。攪拌時間比普通混凝土延長20-25%或50-60秒。切忌將硅粉加入已拌和的混凝土中。

3、施工方法：

微硅粉混凝土與普通混凝土的施工方法并無重大區(qū)別，但施工中良好地組織與振搗密實很有必要。微硅粉混凝土早強的性能會使終凝時間提前，在抹面時應(yīng)
加注意；同時摻加微硅粉會提高混凝土的粘滯性和大幅度減少泌水，使抹面稍顯困難。

4、施工安全：

微硅粉混凝土施工安全應(yīng)嚴格按照混凝土工程的有關(guān)國家施工規(guī)范進行操作，但因微硅粉較輕，嚴禁高空拋灑材料，防止微硅粉飛揚。

六、微硅粉產(chǎn)品的包裝、貯存與運輸：

1、本產(chǎn)品使用復(fù)膜塑料編織袋包裝。包裝規(guī)格為：850公斤/袋30千克/袋、25千克/袋等。

2、本產(chǎn)品應(yīng)在干燥、避雨、遮陽的環(huán)境中存放。產(chǎn)品遇水結(jié)塊活性損失。禁止在陽光下長時間暴曬，以免包裝袋風(fēng)化，產(chǎn)品外灑。

3、本產(chǎn)品不屬危險品，運輸可按《非危險品規(guī)則》辦理。

微硅粉在灌漿料造成什么樣的影響呢？微硅粉可以加速灌漿料膠凝材料系統(tǒng)的水化速度。用等量的水泥替換成微硅粉后，水化放大熱量就會增加。在早期水化放熱的過程中，灌漿料工程應(yīng)該在選擇材料上特別注意一下。

微硅粉在灌漿料上有提升強度的作用。微硅粉會和減水劑同時使用，使灌漿料里的水膠比例降低很多。水泥顆粒之間的縫隙會被微硅粉填滿。從而提升灌漿料的抗壓強度。事實證明，微硅粉的用量需要注意，如果過多也會導(dǎo)致灌漿料的強度下降。所以在微硅粉的使用在前期就好，在高層的建筑上使用，可以提高抗腐、耐磨、和抗沖磨強度。

微硅粉有獨特的致密性質(zhì)。也是因為微硅粉可以足夠的小，添加在灌漿料中，提高灌漿料的密度。就像人的皮膚一樣，更加緊湊，減少水分的排除和進入。達到這種效果，需要微硅粉的摻加量在5-10%左右。

微硅粉對灌漿料的抗凍性能有一定的提升，在國外對微硅粉開發(fā)研究早的國家，他們對微硅粉的研究更加先進，根據(jù)研究表明，在等量的微硅粉取代等量的水泥之后，摻加量小于15%的微硅粉灌漿料，抗凍功能基本沒有差別，但是如果超過20%抗凍效果就會明顯提升。