凝聚微硅粉

     凝聚微硅粉，俗称“硅灰”，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。在逸出的烟尘中，SiO2含量约占烟尘总量的90%，颗粒度非常小，平均粒度几乎是纳米级别，故称凝聚微硅粉。

     凝聚微硅粉能够填充水泥颗粒及微集料之间的空隙，同时因其本身的球状体的“滚珠效应”，改善拌合物的流变性能，又因其火山灰活性，在碱性环境下与胶凝材料水化产物搭接连生生成凝胶体，从而大幅度提升结构抗渗性、耐久性和力学性能等。在UHPC、商混、干混砂浆与耐火浇注料中，掺入适量的凝聚微硅粉，可起到如下作用：

明显提升构筑物抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击、耐磨等力学性能。

使拌和物具有保水、防离析、抗泌水性，同时大幅降低泵送阻力。

③ 显著延长构筑物的耐久性。特别是在氯盐、高湿度等恶劣环境下，可使构筑物的耐久性成倍提升。

④ 大幅度降低喷射砼和浇注料的落地灰，提升单次喷层厚度。

⑤ 是UHPC的必要组份，已制成HUPC-120及UHPC-150。

⑥ 能有效避免发生砼碱骨料反应的发生。

⑦ 具有强的火山灰效应，拌合混凝土时，可以与水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应，形成胶凝产物，填充水泥石结构，改善浆体的微观结构，提升硬化体的力学性能和耐久性。

一、凝聚微硅粉混凝土的配合比简介

对于凝聚微硅粉混凝土的配合比设计，主要是根据工程需要， 确定凝聚微硅粉的掺入方法和适宜掺量、减水剂的适宜掺量、砂石料与拌合用水配合比调整，流程与普通混凝土设计方法一致。

⑴硅粉的掺入方法：硅粉在混凝土中一般有两种掺入方法：一是内掺法，用硅粉等量代替水泥，或1 kg 硅粉代替1～3 千克 水泥，一般掺量为5 %～30 % ，水灰比一般保持不变：二是外掺法，即硅粉像外加剂那样掺在混凝土中，而水泥用量不减少，掺量一般为5 %～10 % ，一般外掺法而得的混凝土的力学性能要高得多，但增加了混凝土中胶凝材料用量。

⑵硅粉的适宜掺量：一般情况下，外掺量10%以内效果较为满意。硅粉的适宜掺量一般通过试验确定。

二、凝聚微硅粉对混凝土强度的影响

尽管应用纯水泥可以制成抗压强度高达100 MPa 的HPC ，但当使用凝聚微硅粉时将容易得多。而对于制备强度超过100 MPa 的混凝土，凝聚微硅粉的使用几乎不可缺少。凝聚微硅粉在混凝土中同时起火山灰活性材料和微集料使用。使用凝聚微硅粉后，大大降低了水化浆体中的孔隙尺寸，改善了孔隙尺寸分布，于是使强度提升，渗透性降低。

三、凝聚微硅粉对混凝土耐久性的影响

混凝土的耐久性包括了混凝土的抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性，抗冲磨性能等。

抗冻性：当凝聚微硅粉掺量少时，混凝土的抗冻性与普通混凝土基本相同，当凝聚微硅粉掺量超过15 %时，它的抗冻性反而变差。

抗渗性：由于凝聚微硅粉颗粒小，比水泥颗粒小20～100 倍， 可以充填到水泥颗粒中间的空隙中，使混凝土密实，同时硅粉的二次水化作用，新的生成物堵塞混凝土中渗透通道，故凝聚微硅粉混凝土的抗渗能力很强。值得注意的是，混凝土的抗渗性随水胶比的增加而降低，这是因为大水胶比混凝土的密实性相对差些。

抗化学侵蚀性：在混凝土中掺入硅粉，能降低混凝土的碱度，增加混凝土密实性，有效提升弱酸腐蚀能力和抗盐类腐蚀能力，原因是凝聚微硅粉混凝土较密实，孔结构得到改善，从而减少了有害离子传递速度及减少了可溶性的氢氧化钙和钙矾石的生成，而增加了水化钙晶体的结果。