硅粉的物理特性
硅粉的主要品質指標是它的SiO2含量和細度。SiO2含量越高、細度越細,其對混凝土的改性效果也越好。因各國的試驗方法不同,其對硅粉主要品質指標的規定也不一樣。
(1)硅粉是一種非常細的粉末,主要成分是顆粒極細(0.1~0.2um)的無定型的二氧化硅。它的平均粒徑比水泥小100倍,比表面積約為15-20m2/g。
(2)因為硅是從蒸氣冷凝而得,故其粉末具有球狀形態。
(3)這種粉末含有85%-95%以上玻璃態的活性二氧化硅。
(4)硅粉的密度為2.2~2.59/cm3,堆積密度為200~300kg/m3。
硅粉摻入混凝土后,對新拌合硬化混凝土的作用與上述幾個特性有關。硅灰的物理性質決定了硅灰的微小顆粒具有高度的分散性,可以充分地填充在水泥顆粒之間,提高漿體硬化后的密實度。
2.化學特性
硅粉一般含有90%以上的SiO2,且大部分為無定型二氧化硅,其成分則根據合金品種不同而有變化。我國部分地區生產的硅粉化學成分見表4.5-3。
由表4·5-3-1可知,硅灰的主要化學成分為非晶態的無定型二氧化硅(SiO:),一般占90%以上。高細度的無定型SiO:具有較高的火山灰活性,即在水泥水化產物氫氧化鈣(Ca(OH)z)的堿性激發下,SiOz能迅速與Ca(OH):反應,生成水化硅酸鈣凝膠(C—S—H),提高混凝土強度并改善混凝土性能。
硅粉是鐵合金廠在冶煉硅鐵合金或金屬硅時,從煙塵中收集的一種飛灰。硅粉的顆粒主要呈球狀,粒徑小1um,平均粒徑約0.1um。用氮氣吸附方法測定的比表面積達180000cm2/g,比水泥顆粒細兩個數量級。
硅粉的主要成分為無定型SiO2。與粉煤類似,硅粉能與水泥水化產生的Ca(oH)2起反應生成C.S.H凝膠。由于硅粉SiO2含量極高(通常用于高強混凝土中的硅粉的SiO:含量高達85%以上),上具有極高的火山灰活性,對混凝土早、中期的強度發展特別有利。
此外,當它均勻地分布于水化產物中時,其極細的顆粒還具有良好的微填充效應,使混凝土的孔結構充分致密。
上述兩個特性使得高性能混凝土的強度與耐久性顯著提高。