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微硅粉即硅灰,硅灰能夠在很大程度上改善硬化水泥漿體和混凝土的性能,主要是由于混凝土微硅粉具有較強(qiáng)的火山灰活性及其較小的粒徑和較大的比表面積。

首先,硅灰具有很強(qiáng)的火山灰活性。雖然硅灰直接加到水中時并不與水發(fā)生水化反應(yīng),但將硅灰與水泥同時加入到水中,當(dāng)水泥發(fā)生水化反應(yīng)時,硅灰立即與水泥水化產(chǎn)物之一Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)(即火山灰反應(yīng)),生成C-S-H凝膠體,這樣既消耗了水化水泥漿體里的Ca(OH)2,又使C-S-H凝膠體(火山灰反應(yīng)的生成物)增多,且硅灰還能與水化水泥漿體中另一種水化產(chǎn)物C-S-H凝膠體(又稱傳統(tǒng)C-S-H凝膠體)反應(yīng),生成低Ca/Si比的新C-S-H凝膠體(又稱火山灰C-S-H凝膠體)。火山灰C-S-H凝膠體與傳統(tǒng)C-S-H凝膠體的組成和性質(zhì)均不相同,它能與氫氧根離子、鋁離子等聚合,而且聚合后相當(dāng)穩(wěn)定。新生成的C-S-H凝膠體不會在酸性溶液中分解,這便是使用混凝土微硅粉配制的硬化水泥漿體對酸性介質(zhì)有一定的抵抗能力,對滲析、鹽霜、碳化有較強(qiáng)抵抗能力的原因。

另外,混凝土的界面過渡區(qū)內(nèi)Ca(OH)2及鈣礬石具有取向性,且界面過渡區(qū)的晶體比硬化水泥漿體中的晶體粗大,具有更多的孔隙,且水泥漿體相對來說泌水性大,在水泥漿體中的水分向上遷移的過程中會在骨料下面形成水膜,削弱界面的粘結(jié),形成界面過渡區(qū)的微裂縫。而在凝膠土中摻加混凝土微硅粉后,由于反應(yīng)消耗了絕大部分的Ca(OH)2,并使傳統(tǒng)C-S-H混凝體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鹕交褻-S-H凝膠體,與此同時,由于硅灰比表面積極大,可吸附大量自由水而減少泌水,減少自由水在集料界面上的聚集,使界面區(qū)結(jié)構(gòu)密實(shí),同時Ca(OH)2晶體的生長也受到***,晶粒得到細(xì)化,排列的取向度降低,從而使界面過渡區(qū)的微結(jié)構(gòu)改善。

其次,由于微硅粉粒徑較小,平均粒徑約為0.1μm,約為硅酸鹽水泥顆粒粒徑的1/100,同時硅灰的比表面積非常大,用氮?dú)馕椒y定的硅灰比表面積達(dá)20m2/g,所以硅灰非常容易成團(tuán),故在水泥水化時可以作為水泥水化所需要的晶核,從而加速水泥水化。同時,由于混凝土微硅粉顆粒細(xì)小,它可以填充硬化水泥漿體中的細(xì)小孔隙,從而減小水泥漿體的孔隙率,進(jìn)而使硬化水泥漿體和混凝土更密實(shí)、強(qiáng)度更高,同時增強(qiáng)硬化水泥漿體和混凝土抵抗外力變形的性能,從而使硬化水泥漿體和混凝土的徐變和干縮減少。

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