冷凝硅灰在高强混凝土中的作用探讨

马永浪

(中铁成都工程检测咨询有限责任公司，611731)

冷凝硅灰在高强混凝土中的作用探讨

马永浪

(中铁成都工程检测咨询有限责任公司，611731)

高强混凝土的强度远远大于一般的普通混凝土，因此广受当今建筑界的青睐，而在高强混凝土的生产中最不能缺少的就是冷凝硅灰。只要在生产中加入冷凝硅灰，再配以适当的集料级配，使用普通的生产材料即可制出这种无论在于其基本性能还是在于其经济性能都较为优良的高强混凝土。本文则论述了冷凝硅灰存在于高强混凝土中的重大作用及应用。

高强混凝土；冷凝硅灰；作用

由于当今社会的进步，建筑行业的不断发展，建筑业对建筑所需的混凝土的性能的要求愈来愈高。而加入冷凝硅灰而制成的高强混凝土以其高强度的耐久性能以及高强度越来越得到人们的重视。尽管在制备混凝土时向其中掺入粉煤灰也能得到一定强度的高强混凝土，但加入冷凝硅灰所制得的混凝土明显比其所制成的混凝土的性能要优质的多。

一、硅灰简介

硅灰最初是由冶炼硅钢以及半导体硅的过程中从烟雾中所收集到的一种硅质的粉末。硅灰主要的化学成分为二氧化硅，实践使用中人们发现硅灰具有亲水性强的特点，并且处于潮湿环境中会具备较大的粘性，然而由于硅灰自身的活性较高，因此基本上不会与水发生水化反应，这为其得以掺入混凝土中起到了重要的前提条件。有实验对硅灰是否掺入混凝土以及硅灰的掺入量所导致的混凝土在其工作性能以及耐久性能方面的结果做了记录，并且得出了硅灰能够明显改善所制得混凝土的强度以及耐久性等方面的指标的结论，这极大的鼓舞了建筑行业的专家们。而人们发现硅灰颗粒存在于悬浮液中也具有十分高的稳定性，因此对于硅灰如何添加入混凝土中的问题人们可以采用泵送添加的模式来进行作业。实践证明这种工艺方式还能明显减低单位数量的生产能耗，为混凝土的加工生产行业降低成本，并且能有效提高混凝土制造场所的清洁程度，能更有力的保护工作人员的身体健康。

二、影响硅灰作用能力的因素

1. 其他原材料

虽然在制造高强混凝土时掺入硅灰从理论上来说能够明显改善混凝土的各方面的工作性能，然而硅灰要发挥其提高混凝土性能的作用的前提是要与其他原材料发生恰到好处的化学反应，例如在经过水泥水化作用后产生的氢氧化钙和另一些简单或复杂化合物的激发作用下发生二次水化反应才能生成对提升混凝土工作性能极为重要的凝胶型产物。因此在混凝土生产过程中添加的其他材料的种类要经过瑾密的斟酌才能最终投入使用，而决定投入使用的原材料也要谨慎选择采用合适的配合比，以求达到最大生产效益。

2. 混凝土拌合物的质量

看似不重要的混凝土拌合物的好坏实际上会直接影响到混凝土经过硬化后的性能。混凝土拌合物的质量是由硅灰掺入的方式以及掺入的物质量所决定的。当使用泵送添加的模式向混凝土中掺入硅灰液时就会大大减小硅灰在添加过程中人工不够准确所导致的计量误差，这种方式也能在很大程度上提高硅灰颗粒在拌合物中的分散程度，使混凝土拌合物的各项工作性能指标在一定的范围里面趋于稳定。

三、掺入冷凝硅灰的作用

冷凝硅灰自身的颗粒十分细小，而且相对面积较大，其中所含二氧化硅的成分非常高并且大都为非晶态，这样的特性使得它可以作为水泥颗粒的超细填充物，使所制得的混凝土成分更加紧密，从而使得混凝土的强度更高。它可以进行水化作用生成凝胶物质，这些凝胶物质会堵塞于混凝土的毛细管当中，同样可以使得混凝土的成分更加致密。

1. 增加混凝土的泌水能力

混凝土经过浇筑成型以后常常会出现部分游离水从混凝土当中渗透出来的情形，会在混凝土的表面形成一层薄浅的水膜使得混凝土的组份变得十分不均匀，在一定程度上影响了建筑物的质量与安全性。而通过实验研究人们发现混凝土制造过程中如果向其中添入一定量的硅灰则可以明显改善所制成的混凝土的泌水功能。

2. 硅灰的碱性反应

一般的普通混凝土的制造过程中碱与氧化硅反应会出现一种吸水产物，这种吸水产物相较于原来的反应物来说体积会增大，导致即将成型的混凝土体积膨胀导致外表层出现裂缝。而所添入的硅灰则能够与水泥中的碱进行反应而防止吸水产物的生成因而能够阻止混凝土的过度膨胀。

3. 改善混凝土的抗冻性

许多的试验研究都证明掺入硅灰会对混凝土的抗冻性产生影响。但掺入硅灰的数量与混凝土的抗冻性能呈现逐渐降低的关系，即当掺入量为小于百分之十时可以提升混凝土的抗冻性，当掺入量为百分之十五到百分之二十时混凝土的抗冻性能基本与不掺入硅灰相同，而如果掺入量高于百分之二十就会明显的降低混凝土的抗冻性能。

4. 抵抗化学腐蚀作用

颗粒十分细小的硅灰能够堵塞水泥颗粒之间的孔隙，密实混凝土的结构，减少混凝土的泌水，如果加入适当比例的减水剂还能够得到十分良好的提升混凝土致密度的作用。而当混凝土的密实程度增加，泌水减少时，其的抵抗化学腐蚀的作用也会大大增高，紧密的结构也能在很大程度上抵挡具有侵蚀性能的离子的侵入。

5. 促进胶凝物质的水化

当向混凝土中掺入硅灰后可以促进胶凝物质的水化反应的进行，增加混凝土的成型效果。而需要注意的一点是水化作用所释放的热度对混凝土制造所造成的不良影响。

6. 增大混凝土的抗压能力

研究表明，当同时掺入硅灰和矿渣时能够改进水泥中的水化产物的组成成分以及性能，因此能够提升混凝土的抗压能力。由研究数据可知混凝土的抗压能力是会随着所使用的矿渣的细密度的增大而增大。

四、高强混凝土的特性

高强混凝土在很多方面的性能都明显高于一般的普通混凝土，高强混凝土可以满足工业化预拌生产的要求，并且具有更高的强度和耐久性能。高强混凝土在硬化成型的过程中体积十分稳定，因此不易产生表面的裂痕，而其水化反应产生的水化热也相较普通混凝土来说更低，因此冷却时的温差较小，随之其收缩也较小，因此其变形很小，使得建筑结构的刚度得以很大提高，这更加巩固了高强混凝土的高强度性能。高强混凝土的制造成本虽然较普通混凝土要略高，然而其截面减少，重量得到减轻，这使得高强混凝土的使用面积能够得到增加，因此得以提升建筑业的经济效益。高强混凝土硬化之后内部的孔隙也依然很小，其微观结构十分细密，抗泌水功能十分良好，这提升了高强混凝土的耐久性能。我国的一项调查显示普通混凝土暴露在自然环境中尤其是较潮湿的环境中极易发生碳化以及化学锈蚀，而高强度的混凝土则能很好的解决这个问题，此外它们还能够抵挡腐蚀性离子的侵入，能够很好的抵抗海水的腐蚀作用，因此高强混凝土可以应用于海洋以及港口工程，这是普通混凝土无论如何也不能做到的。

结语

各方面的试验以及实践结果都表明掺入硅灰可以很大程度的增大混凝土的强度以及工作性能和耐久能力，还能在一定程度上增加生产混凝土的经济效益。而当同时添加冷凝硅灰以及细密的矿渣时则能够明显提升混凝土的弹性模量等等，这都能促使建筑行业更好更快的发展。

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1007-6344（2015）06-0024-01