硅粉在高标号混凝土中的应用

庄伟福+唐燕平+贺俊兵

[摘要]硅粉具有较高的活性，能够更快更全面的与水泥水化产生氢氧化合物，提高混凝土的性能。混凝土的耐久性越来越受到重视，硅粉在混凝土中的应用也日益广泛和成熟。本文结合磨石溪特大桥悬臂现浇箱梁的高标号混凝土施工进行了讨论。

[关键词]硅粉；高标号混凝土；应用

文章编号：2095-4085（2015）12-0016-02

1 硅粉的定义与作用

1.1硅粉的定义与特点

微硅粉俗称“硅粉”，是在冶炼铁和工业硅时，通过烟道排出的硅蒸汽氧化后，经收尘装置收集加工提纯后得到的无定型、粉状的二氧化硅微小颗粒，颜色为灰白色。

硅粉有以下几个特点。（1）具有较强的抗腐蚀性能。（2）粒径较小，能很好地填充水泥和耐火材料颗粒之间的间隙，使浆体更致密，流动性能更好，可以大幅度地提高混凝土的综合性能。（3）具有极高的活性，能大幅度提高混凝土的强度，掺入5%～10%的硅粉，抗压强度可以提高10%～30%。（4）硅粉在水中易形成-SI-OH基，具有较强的亲水性，能增加混凝土的耐久性能，延长制品的寿命。另外它还与游离的Ca（OH）结合，形成稳定的硅酸钙水化物2Ca0·Si0₂+H₂0，该水化物凝胶强度高于Ca（ OH）晶体。（5）具有早强性。（6）可以有效地控制混凝土的离析、泌水，减少或避免混凝土出现蜂窝、麻面、裂缝等缺陷。

1.2硅粉的主要用途

硅粉主要用于水工建筑物、海港工程、盐水建筑工程、交通工程及高强度、高性能混凝土配制中。

2 实例分析

2.1工程概况

磨石溪大桥位于酉阳县铜乡磨石溪，为分离式路基桥梁，左线志讫桩号为ZK10+113.439～ZK10+932.36，跨径组合（5*40）+（98+180+98）+（3*40）+（3*40），桥长822m，主桥位于半径1625m的圆曲线上，右线起讫桩号为Kl0+145.478～Kl0+930.522，跨径组合（5*40） +（98+180+98）+（5*40），桥长782m，主桥位于半径1625m的圆曲线上，主桥上部为纵、竖、横三向预应力混凝土箱梁，为单箱单室截面，梁高按1.8次抛物线变化，采用双悬臂挂篮逐块对称浇筑；下部为等截面空心薄壁墩最大墩高124.5m，灌注桩基础、引桥上部采用40m预应力混凝土连续T梁，下部采用空心薄壁墩或圆柱墩，灌注桩基础、全桥桩基100根共1818m，承台15个，圆柱墩20个，共601m，空心薄壁墩15个共计1288.5m，预制T梁105片，主桥箱梁752m，单T梁块22个。

2.2本项目采用硅粉的主要原因

（1）施工进度快。箱梁预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级C55的90%（即>49.5MPa）后，方可张拉。根据设计图纸要求，混凝土张拉时间不得低于5天。因此现场施工要求混凝土强度在第五天的时候要满足张拉强度要求，冬天施工温度较低，梁体的保温、养生不到位，梁体前期强度上升较慢。（2）本项目严格按标准化管理“三集中”建设；“三集中”包括钢筋加工场集中、拌合站集中和小型预制构件集中。（3）本项目拌合站配备：搅拌机2台、水泥罐8个、砂石材料仓8个，项目以桥梁、隧道为主，混凝土方量有22万方，因泵送高度达到124.5m，要求C55高标号混凝土和易性、保水性等综合性能高，为减小泵送压力及防止混凝土离析、堵管，配合比中需要掺外掺材料，如I级粉煤灰、矿粉、硅粉等，往往因水泥品种、外掺产品多样，造成拌合站水泥储存罐不够用，硅粉为袋装产品，不需要用到水泥罐，采用硅粉可以有效解决水泥罐不足问题。（4）本项目因运距较远，粉煤灰、矿粉单价较高。（5）不掺硅粉前，混凝土配合比在施工时经常因泵送高度高，混凝土离析、堵管造成耽误施工。

2.3 混凝土配合比的控制

经工地试验室以及监理单位配合比验证，采用水灰比W/C=0.31。应严格控制砂的含泥量，碎石的压碎值、含泥量、级配，外加剂的凝结时间、坍损。Si0₂含量越高，微硅粉的性能越好，在购买硅粉时，应注意控制二氧化硅含量≥85%，烧失量量6%，45μm筛余量≤10%，火山灰活性指数≥85%，比表面积至15m²/g，需水量比≤125%，含水率≤3%。

3 结语

我国目前硅铁及工业硅炉较多，年产微硅粉约25万t，而现在环保设备收集的硅粉大约有6万t左右，在生产过程中，硅粉排放到空气中，直接污染了环境，同时也是一种资源的浪费，采用并收集硅粉不仅能做到环保更能有效利用资源。