硅粉在高標號混凝土中的應用

莊偉福 唐燕平 賀俊兵

(中交第一公路工程局有限公司，北京100024)

1 硅粉的定義與作用

1.1 硅粉的定義與特點

微硅粉俗稱“硅粉”，是在冶煉鐵和工業硅時，通過煙道排出的硅蒸汽氧化后，經收塵裝置收集加工提純后得到的無定型、粉狀的二氧化硅微小顆粒，顏色為灰白色。

硅粉有以下幾個特點。(1)具有較強的抗腐蝕性能。(2)粒徑較小，能很好地填充水泥和耐火材料顆粒之間的間隙，使漿體更致密，流動性能更好，可以大幅度地提高混凝土的綜合性能。(3)具有極高的活性，能大幅度提高混凝土的強度，摻入5% ～10%的硅粉，抗壓強度可以提高10% ～30%。(4)硅粉在水中易形成－SI－OH基，具有較強的親水性，能增加混凝土的耐久性能，延長制品的壽命。另外它還與游離的Ca(OH)結合，形成穩定的硅酸鈣水化物2CaO·SiO2+H2O，該水化物凝膠強度高于Ca(OH)晶體。(5)具有早強性。(6)可以有效地控制混凝土的離析、泌水，減少或避免混凝土出現蜂窩、麻面、裂縫等缺陷。

1.2 硅粉的主要用途

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

2 實例分析

2.1 工程概況

磨石溪大橋位于酉陽縣銅鄉磨石溪，為分離式路基橋梁，左線志訖樁號為ZK10+113.439～ZK10+932.36，跨徑組合(5*40)+(98+180+98)+(3*40)+(3*40)，橋長822 m，主橋位于半徑1 625 m的圓曲線上，右線起訖樁號為 K10+145.478～K10+930.522，跨徑組合(5*40)+(98+180+98)+(5*40)，橋長782 m，主橋位于半徑1 625 m的圓曲線上，主橋上部為縱、豎、橫三向預應力混凝土箱梁，為單箱單室截面，梁高按1.8次拋物線變化，采用雙懸臂掛籃逐塊對稱澆筑;下部為等截面空心薄壁墩最大墩高124.5 m，灌注樁基礎、引橋上部采用40 m預應力混凝土連續T梁，下部采用空心薄壁墩或圓柱墩，灌注樁基礎、全橋樁基100根共1 818 m，承臺15個，圓柱墩20個，共601 m，空心薄壁墩15個共計1 288.5 m，預制T梁105片，主橋箱梁752 m，單T梁塊22個。

2.2 本項目采用硅粉的主要原因

(1)施工進度快。箱梁預應力鋼束必須待混凝土立方體強度達到混凝土強度設計等級C55的90%(即＞49.5 MPa)后，方可張拉。根據設計圖紙要求，混凝土張拉時間不得低于5天。因此現場施工要求混凝土強度在第五天的時候要滿足張拉強度要求，冬天施工溫度較低，梁體的保溫、養生不到位，梁體前期強度上升較慢。(2)本項目嚴格按標準化管理“三集中”建設;“三集中”包括鋼筋加工場集中、拌合站集中和小型預制構件集中。(3)本項目拌合站配備:攪拌機2臺、水泥罐8個、砂石材料倉8個，項目以橋梁、隧道為主，混凝土方量有22萬方，因泵送高度達到124.5 m，要求C55高標號混凝土和易性、保水性等綜合性能高，為減小泵送壓力及防止混凝土離析、堵管，配合比中需要摻外摻材料，如Ⅰ級粉煤灰、礦粉、硅粉等，往往因水泥品種、外摻產品多樣，造成拌合站水泥儲存罐不夠用，硅粉為袋裝產品，不需要用到水泥罐，采用硅粉可以有效解決水泥罐不足問題。(4)本項目因運距較遠，粉煤灰、礦粉單價較高。(5)不摻硅粉前，混凝土配合比在施工時經常因泵送高度高，混凝土離析、堵管造成耽誤施工。

2.3 混凝土配合比的控制

經工地試驗室以及監理單位配合比驗證，采用水灰比W/C=0.31。應嚴格控制砂的含泥量，碎石的壓碎值、含泥量、級配，外加劑的凝結時間、坍損。SiO2含量越高，微硅粉的性能越好，在購買硅粉時，應注意控制二氧化硅含量≧85%，燒失量≦6%，45 μm篩余量≦10%，火山灰活性指數≧85%，比表面積≧15m2/g，需水量比≦125%，含水率≦3%。

3 結語

我國目前硅鐵及工業硅爐較多，年產微硅粉約25萬t，而現在環保設備收集的硅粉大約有6萬t左右，在生產過程中，硅粉排放到空氣中，直接污染了環境，同時也是一種資源的浪費，采用并收集硅粉不僅能做到環保更能有效利用資源。

:

［1］曹建亮.微硅粉在混凝土施工中的應用［J］.科技致富向導，2010，(20):213+235.

［2］劉文深.微硅粉在橋梁混凝土中的應用［J］.廣東科技，2010，(4):189－190.