硅粉是金属硅和硅铁合金制造过程中的副产品。, 常用于许多 工业应用 包括钢铁和铝的生产, 硅胶生产, 计算机芯片制造, 和更多.
虽然这些材料具有巨大的价值, 他们的副产品硅粉在混凝土行业中发挥着更大的作用. 请继续阅读，了解硅粉到底是什么以及它为何成为混凝土的宝贵添加剂.
您应该了解的不同类型的混凝土外加剂
什么是微硅粉?
微硅粉, 也称为挥发性二氧化硅, 微硅, 或浓缩硅粉, 是一种火山灰材料, 呈现灰色 d 粉末, 外观与粉煤灰或波特兰水泥有些相似. 它主要由非晶态 (或无定形) 二氧化硅 (二氧化硅), 每个粒子大约 0.01 平均水泥颗粒尺寸的倍.
每当混凝土生产商需要改变混凝土的自然特性时, SCM 或补充胶凝材料可用于实现所需的性能. 这些材料通常在配料过程中添加到混凝土中，并用作部分波特兰水泥的替代品.
硅粉是此类 SCM 的一个例子. 由于其化学和物理特性, 含有硅粉的混凝土可以变得非常耐用并获得令人难以置信的强度.
然而, 在混凝土中使用硅粉存在一些问题. 像这样, 不建议随意使用. 反而, 微硅粉的应用应仅限于高度专业化的产品.
“火山灰”是什么意思?
火山灰材料描述了一种可以与氢氧化钙反应的材料 (CH). 它是一种硅质或硅质和铝质材料，不具有胶结价值, 但, 在水分和高度分散的形式存在下, 在常温下与CH发生化学反应，形成具有胶凝性能的材料.
火山灰一词来自意大利的一座小城市, 波佐利. 在这个城市, 早期罗马人将火山灰与石灰岩结合起来制成灰浆，将巨大的石头粘合在一起. 即使在今天, 两千几十年后, 由此产生的结构保持其坚固性.
硅粉是人造火山灰材料的一个例子，, 所以, 广泛应用于混凝土行业.
微硅粉在混凝土中是如何工作的?
波特兰水泥与水混合后, 他们开始“补水”或互相回应. 在这个过程中, 化学反应形成两个化学分子:
- 硅酸钙水合物 (CSH), 这是负责结晶的主要化合物.
- 氢氧化钙 (CH), 这是反应的副产物, 也称为“免费石灰”. 这种化合物只不过是从混凝土中浸出或衬砌混凝土内部可进入的孔隙.
硅灰和 CH 之间发生火山灰反应, 在水化水泥颗粒的空隙中产生额外的 CSH 分子. 这些额外的 CSH 分子提供增强的弯曲性能, 压缩的, 和混凝土的粘结力. 他们还创建了一个总体上更健康的矩阵, 因为额外的 CS 补给填补了原本会留下很少空白的区域, 受到有害物质和潜在进入的影响.
用于混凝土的硅粉有干法和湿法两种形式. 通常在混凝土生产过程中添加 5% 到 10% 在混凝土厂按重量计算，并已在干式配料厂和中央搅拌厂中成功生产.
混凝土中微硅粉的优点和缺点
今天, 硅粉广泛应用于 建造业, 因此了解硅粉给混凝土带来哪些特性非常重要, 以及其相关的优点和缺点.
微硅粉在混凝土中的优点
是一种有效的火山灰材料, 硅粉通常添加到混凝土中以改善其性能, 特别是粘合强度, 抗压强度, 和耐腐蚀性.
在混凝土中使用硅粉的主要优点包括:
- 硅粉是一种中性无机填料，具有令人难以置信的稳定性 化学和物理性质. 不参与固化反应, 不含结晶水, 且不影响反应代谢.
- 在混凝土中添加硅粉可以增加导热性和阻燃性, 以及改变粘合剂粘度.
- 具有很强的吸附性能, 不产生团聚现象, 很容易混合, 对各类树脂具有良好的渗透性.
- 添加硅粉可降低环氧树脂固化反应的放热峰值温度, 固化制品的收缩率, 及其线膨胀系数. 这可以通过消除内应力来防止破裂.
- 微硅粉具有致密性强等特性, 合理的尺寸分布, 以及较大的耐磨性和硬度. 这可以显着提高抗压强度, 抗拉强度, 影响固化物的强度和耐磨性, 并通过以下方式增加耐磨性 0.5 到 2.5 次.
- 杂质含量低, 纯硅粉, 稳定的化学和物理性能为固化材料增加了抗拱性和良好的绝缘性能.
- 硅粉颗粒细小，分布合理, 意味着它可以有效消除或减少层结和降水.
- 二氧化硅 (二氧化硅) 硅粉内属于惰性物质. 这意味着它不会与大多数生物碱和酸发生反应. 如果硅粉均匀分布在物体表面, 它通过以下方式提高抗气蚀性和耐腐蚀性 3 到 16 次.
- 硅粉的相对弹性模量介于 10% 和 20% 后 300 到 500 冻融循环, 而未添加硅灰的混凝土的弹性模量为 30% 到 73% 后 25 到 50 周期. 所以, 在混凝土中添加硅粉可以提高抗冻性.
- 硅粉是非常细的粉末. 用作高分子填充材料时, 可减少装料量，节省所需聚合物量, 从而降低产品的总体成本.
气相二氧化硅在混凝土中的缺点
硅粉并不是一种神奇的化合物. 自然, 硅粉在混凝土中的使用存在一定的困难:
- 施工难度大，施工性差. 混凝土的和易性是制定混凝土配合比的重要因素. 很遗憾, 硅灰混凝土的和易性较差. 含硅灰的混凝土不易抹灰，且难以制成振捣密粒. 这导致混凝土表面的光滑度和均匀性下降.
- 干缩率. 硅粉增加混凝土的收缩率, 特别是早期干缩. 这会使其更容易开裂，从而影响混凝土的整体强度. 例如, 施工完成后, 加强洒水装置和水的维护可以减少这个问题, 但大多数建筑工程中裂缝仍然是不可避免的.
- 温度裂纹. 含硅灰混凝土发展迅速, 而相应的混凝土水化热也很快消散. 这导致混凝土水化热温度升高, 增加材料内的高温应力. 干缩裂纹内应力集中，可使裂纹扩展, 导致贯通裂纹的形成.
微硅粉在混凝土中的应用
微硅在混凝土中的两个主要应用涉及创建高性能和高强度的混凝土混合物.
高性能混凝土 (高性能计算)
高性能混凝土 (高性能计算) 用硅粉生产的硅粉已被确定为基础设施建设所需的最有价值的先进材料之一.
除了增强耐用性和强度之外, 含有硅粉的 HPC 提高了耐磨性, 化学品, 和腐蚀, 增强韧性, 并提高可持续性和生命周期成本效率.
停车场, 公路桥梁, 桥面覆盖层, 海洋结构因磨损而不断恶化, 钢筋腐蚀电流, 和化学攻击. 硅粉用于保护混凝土免受海水侵蚀, 除冰盐, 重击, 和交通, 从而最大限度地减少维护费用.
高性能混凝土的主要优点包括:
- 提高地板的抗冲击性和耐磨性, 甲板, 叠加, 和垂直结构
- 极高的电阻率
- 水侵入和氯化物的渗透性非常低
- 卓越的耐酸化学影响能力, 氯化物, 硫酸盐, 和硝酸盐
高强混凝土
用硅粉生产的高强度混凝土为工程师和建筑师提供了更大的设计灵活性. 它传统上用于高层建筑，以增加可用空间, 因为它允许使用较小的色谱柱. 含硅粉的高强混凝土常用于预应力和预制梁, 在结构桥梁设计中允许更大的跨度.
高强度混凝土的主要优点包括:
- 高弹性模量超过 7 百万磅/平方英寸 (40,000 兆帕)
- 抗压强度高达 20,000 磅/平方英寸 (140 兆帕)
- 适用于预制应用和快速通道项目的高早期强度
- 高弯曲强度高达 2,000 磅/平方英寸 (12 兆帕)
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