Phụ gia khoáng cho bê tông tính năng cao

Giới thiệu

Bê tông hiệu suất cao (HPC) là một vật liệu xây dựng hiện đại đã trở nên phổ biến đáng kể nhờ các đặc tính tuyệt vời của nó, chẳng hạn như cường độ cao, Độ bền, và giảm tính thấm. HPC được thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu của các dự án xây dựng hiện đại bằng cách cung cấp các đặc tính hiệu suất nâng cao. Một trong những thành phần thiết yếu góp phần nâng cao hiệu suất của HPC là sử dụng phụ gia khoáng. trong blog này, chúng ta sẽ thảo luận về vai trò của phụ gia khoáng trong HPC, tập trung đặc biệt vào khói silic.

Phụ gia khoáng là gì?

Định nghĩa và tầm quan trọng

phụ gia khoáng, còn được gọi là vật liệu xi măng bổ sung (SCM), là những vật liệu được chia mịn được thêm vào hỗn hợp bê tông để cải thiện hiệu suất của chúng. Các vật liệu này có nguồn gốc tự nhiên hoặc phụ phẩm công nghiệp và được dùng để thay thế một phần xi măng trong bê tông. Việc sử dụng phụ gia khoáng có một số lợi thế, Như là:

Tăng cường độ bền và hiệu suất của bê tông
Giảm tiêu thụ xi măng
Tác động môi trường thấp hơn và lượng khí thải carbon
Hiệu quả chi phí

Một số loại phụ gia khoáng phổ biến bao gồm tro bay, xỉ lò cao nghiền thành hạt (GGBFS), khói silica, và metakaolin.

Silica Fume trong bê tông tính năng cao

Tổng quan

Silica fume, còn được gọi là microsilica, là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất hợp kim silicon và ferrosilicon trong lò hồ quang điện. Nó bao gồm các hạt hình cầu rất mịn rất giàu silicon dioxide (SiO2) Nội dung, thường dao động trong khoảng 85% và 98%. Do tính chất độc đáo của nó, silica fume đã trở thành một thành phần thiết yếu của bê tông hiệu suất cao hỗn hợp.

Thuộc tính của Silica Fume

Silica fume thể hiện một số tính chất làm cho nó trở thành một phụ gia khoáng hiệu quả cao cho HPC, Như là:

Kích thước hạt: Các hạt khói silic cực kỳ mịn, có đường kính trung bình khoảng 0.1 micromet, cái nào là 100 nhỏ hơn nhiều lần so với các hạt xi măng. Kích thước hạt nhỏ này giúp cải thiện mật độ đóng gói của bê tông, dẫn đến giảm tính thấm và tăng cường độ.
hoạt động pozzolanic: Silica fume thể hiện hoạt động pozzolanic cao, có nghĩa là nó phản ứng với canxi hydroxit (một sản phẩm phụ của quá trình hydrat hóa xi măng) để tạo thành canxi silicat hydrat bổ sung (CSH) gel, tác nhân liên kết chính trong bê tông. Phản ứng này góp phần tăng cường sức mạnh, Độ bền, và khả năng chống lại các cuộc tấn công hóa học.
Hàm lượng silic cao: Hàm lượng SiO2 cao của silica fume làm cho nó trở thành một phụ gia khoáng chất tuyệt vời, vì nó tham gia tích cực vào quá trình thủy hóa và cải thiện vi cấu trúc của bê tông.

Ưu điểm của việc sử dụng Silica Fume trong HPC

Kết hợp khói silic vào hỗn hợp bê tông hiệu suất cao mang lại một số lợi ích, bao gồm:

Tăng cường độ nén: Silica fume có thể tăng cường đáng kể cường độ nén của bê tông bằng cách cải thiện cấu trúc tế vi của nó và tăng sự hình thành gel CSH. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hỗn hợp bê tông có chứa silica fume có thể đạt cường độ nén hơn 100 MPa.
Độ bền được cải thiện: Việc sử dụng silica fume trong HPC dẫn đến cấu trúc vi mô dày đặc hơn và không thấm nước hơn, giúp tăng cường độ bền của bê tông. Điều này dẫn đến tăng khả năng chống lại các hóa chất mạnh, xâm nhập clorua, và tấn công sulfat.
Tăng cường khả năng chống mài mòn và xói mòn: Vi cấu trúc dày đặc của HPC có chứa silica fume cung cấp khả năng chống mài mòn và xói mòn tốt hơn, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng như sàn công nghiệp, sàn cầu, và kết cấu thủy lực.

Phụ gia khoáng khác cho HPC

Trong khi silica fume là phụ gia khoáng hiệu quả cao cho bê tông tính năng cao, nó không phải là lựa chọn duy nhất có sẵn. Các phụ gia khoáng phổ biến khác được sử dụng trong HPC bao gồm:

Tro bay: Sản phẩm phụ của quá trình đốt than trong các nhà máy điện, tro bay được biết đến với đặc tính pozzolanic và khả năng cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông. Nó thường được sử dụng kết hợp với silica fume để tối ưu hóa hiệu suất của HPC.

Xỉ lò cao nghiền thành hạt (GGBFS): GGBFS là sản phẩm phụ của ngành công nghiệp gang thép và thể hiện cả tính chất kết dính và pozzolanic. Khi được sử dụng trong HPC, GGBFS có thể góp phần cải thiện khả năng làm việc, giảm nhiệt của hydrat hóa, và gia tăng sức mạnh lâu dài.

Metakaolin: Được sản xuất bằng cách nung đất sét cao lanh tinh khiết, metakaolin là một vật liệu puzzolanic phản ứng cao có thể tăng cường đáng kể sức mạnh, Độ bền, và khả năng chống lại các cuộc tấn công hóa học trong HPC.

Sự kết luận

phụ gia khoáng, đặc biệt là khói silic, đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu suất của bê tông hiệu suất cao. Bằng cách cải thiện vi cấu trúc của bê tông, silica fume góp phần tăng cường độ nén, Độ bền, và khả năng chống lại các cuộc tấn công hóa học. Việc sử dụng phụ gia khoáng trong HPC không chỉ cải thiện tính năng của vật liệu mà còn thúc đẩy tính bền vững bằng cách giảm tiêu thụ xi măng và tận dụng các phụ phẩm công nghiệp.