把微硅粉作為摻和劑用于混凝土工業(yè)是國內(nèi)外硅粉利用中研究是早、成果最多、應(yīng)用最廣的一個領(lǐng)域。由于微硅粉粒度細,比表面積大,具有很高的火山灰活性,作為添加劑可以配制高強度混凝土。自1983年以來,在北美、歐洲、日本等都開始大量使用硅粉混凝土,僅1989年,挪威就有4萬t微硅粉用于混凝土,相當(dāng)于50萬t水泥摻有微硅粉,加拿大1985-1989年共使用了微硅粉混凝土100萬m3。微硅粉加入混凝土中改善了混凝土多方面性能:
1、提高混凝土早期強度和最終強度
國外研究證明,當(dāng)微硅粉對水泥的取代率在30%以內(nèi)時,蒸養(yǎng)溫度為80℃,砂漿一天的抗壓強度為不摻微硅粉的2倍(100MPa),若采用蒸壓養(yǎng)護,則幾乎達3倍(150MPa)。加拿大研究表明,當(dāng)微硅粉與高效減水劑復(fù)合使用時,混凝土的抗壓強度為不摻硅粉的3~5倍。目前,美國、丹麥、挪威等國已有微硅粉作摻和劑配制了強度高達1100kg/cm2 的混凝土,而且工藝簡單。微硅粉在混凝土中的效應(yīng),隨微硅粉用量增加,活性和微粒對混凝土強度的影響也逐漸增強。
2、增加致密度
混凝土中摻入微硅粉增加了起反應(yīng)的硅含量,在電鏡下觀察,摻微硅粉混凝土的水泥石空隙中有晶體生長。另外,微硅粉顆粒很細小,均勻地充填了混凝土微孔,減少了微空容積,從而使致密性增強。
3、改善混凝土離析和泌水性能
國外研究證明,微硅粉摻入量愈多,混凝土材料愈難以離析和泌水,當(dāng)取代率達15%時,混凝土坍落度即使達15~20cm也不產(chǎn)生離析和泌水,當(dāng)取代率達20%~30 時,混凝土直接放入自來水中也不易產(chǎn)生離析。
4、提高混凝土的抗?jié)B性、抗化學(xué)侵蝕性和比電阻
由于微硅粉的摻入提高了混凝土的密實性,大大減少了水泥石空隙,所以提高了微硅粉混凝土的抗?jié)B性能 國內(nèi)外研究認為,當(dāng)混凝土中微硅粉取代率為10%~20 時,顯著改善了混凝土的抗?jié)B性、抗化學(xué)侵蝕性,而且對鋼筋的耐腐蝕性也有改善,這是由于密實性的提高和SiO2 含量的增加,有效地阻止了酸離子的侵入和腐蝕作用。另外,由于微硅粉比電阻很高,所以混凝土比電阻可提高1.9—16倍,有利于保護鋼筋和埋設(shè)件。目前這些技術(shù)已在港口堤岸、水電站堤壩、飛機場跑道、越江隧道、多層廠房的防滲耐油地坪等工程中得到實際應(yīng)用,上海市延安中路黃浦江越江隧道等特殊工程中。