高性能灌浆和砂浆用于传统水泥材料无法满足所需性能标准的应用. 示例包括承受高应力的结构, 侵略性环境, 或极端温度. 硅粉是高性能灌浆和砂浆的关键成分, 因为它可以提高他们的实力, 耐用性, 渗透性, 工作性, 泵送性, 和水化热.

微硅粉的性质

1.粒度分布

微硅粉颗粒具有非常窄的尺寸分布, 通常从 0.1 到 1 微米. 这比其他的粒度分布小得多 辅助胶凝材料 (单片机) 例如 粉煤灰 或炉渣, 通常范围从 1 到 100 微米. 微硅粉的小粒径允许在水泥基体中具有更好的堆积密度, 导致强度提高和渗透性降低.

2.表面积

硅粉具有非常高的表面积, 通常在 20-30 平方米/克. 这远高于其他 SCM 的表面积, 通常范围从 300 到 600 平方米/克. 微硅粉的高表面积使其与水泥颗粒具有更好的反应性, 导致强度提高和渗透性降低.

3.化学成分

微硅粉的主要成分是二氧化硅 (二氧化硅), 含少量其他氧化物，如氧化铝 (氧化铝), 氧化铁 (三氧化二铁), 和氧化钙 (氧化钙). 微硅粉的化学成分可能因来源材料和生产工艺而异. 与其他 SCM 相比, 硅粉具有更高的 SiO2 含量和更低的杂质含量.

在水泥浆和砂浆中使用硅粉的好处

1. 增加强度和耐久性

微硅粉可显着提高抗压, 弯曲的, 灌浆和砂浆的抗拉强度. 这是由于它与水泥的火山灰反应, 形成额外的硅酸钙水合物 (C-S-H) 凝胶并降低水泥基体的孔隙率. 硅粉还可以通过降低灌浆和砂浆对化学侵蚀的敏感性来提高其耐久性, 冻融循环, 和碱硅反应.

2. 降低渗透率和孔隙率

微硅粉可以显着降低灌浆和砂浆的渗透性和孔隙率, 这在水或腐蚀性化学品可以渗透混凝土并造成损坏的应用中至关重要. 微硅粉的小粒径使其能够填充水泥颗粒之间的空隙, 导致更密集的基质，对液体的渗透性更差.

3. 改进的和易性和泵送性

硅粉可以通过降低灌浆和砂浆的粘度并增加其流动性来改善灌浆和砂浆的和易性和泵送性. 这是由于微硅粉颗粒的滚珠效应, 能润滑水泥颗粒，减少摩擦. 改进的和易性和泵送性可以降低劳动力成本并提高施工效率.

4. 水合热降低

微硅粉还可以降低胶凝材料的水化热, 这在大型浇筑或大体积混凝土结构中很重要. 微硅粉的高反应性使其能够消耗更多水泥水化过程中产生的氢氧化钙, 导致更少的热量产生. 这有助于防止热裂纹并提高混凝土的长期耐久性.

微硅粉在高性能灌浆和砂浆中的应用

1. 桥梁和公路

微硅粉常用于桥梁和公路建设, 需要高性能灌浆和砂浆以承受繁重交通负荷的地方, 冻融循环, 和接触除冰化学品. 在这些应用中，硅粉可以提高混凝土的耐久性并降低其渗透性, 从而延长使用寿命并降低维护成本.

2. 海洋结构

硅粉还用于海堤等海洋结构, 码头, 和海上平台, 混凝土暴露在海水中的地方, 波浪动作, 和氯化物攻击. 在这些恶劣环境中，硅粉可以提高混凝土的耐久性并降低其渗透性, 从而延长使用寿命并降低维护成本.

3. 工业地板

硅粉用于混凝土暴露于重型机械的工业地坪应用, 磨损, 和化学品泄漏. 微硅粉可提高混凝土的抗压强度和耐磨性, 从而延长使用寿命并降低维护成本.

4. 耐火浇注料

硅粉用于 耐火浇注料, 是熔炉中使用的高温材料, 窑炉, 和其他工业应用. 微硅粉可提高浇注料的高温强度和耐磨性, 从而延长使用寿命并降低维护成本.

灰浆和砂浆中硅粉的混合和处理

1. 安全操作注意事项

硅粉是一种细粉，吸入后会对人体健康造成危害. 处理过程中应采取适当的预防措施, 包括使用个人防护设备, 充分通风, 和抑尘技术.

2. 混合程序

应在水泥和骨料之前将硅粉加入混合水中，以确保适当的分散. 可能需要增加混合时间以确保微硅粉颗粒的充分水合. 应调整水灰比以补偿微硅粉增加的需水量.

结论

硅粉是高性能灌浆和砂浆的关键成分, 提供众多好处，包括增加强度和耐用性, 降低渗透率和孔隙率, 改进的工作性和泵送性, 水化热降低. 它用于各种应用，包括桥梁和高速公路, 海洋结构, 工业地板, 和耐火浇注料.

随着建筑项目变得更加复杂和更具挑战性，对高性能灌浆和砂浆的需求预计将继续增长. 硅粉有望在满足这一需求方面发挥重要作用, 随着研究不断加深我们对其特性和潜在应用的理解.