使用微硅粉（硅灰）的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
微硅粉，也稱硅灰，它有著巨大的比表面積。自本世紀(jì)50年代在挪威開(kāi)始對(duì)其在水泥混凝土中的應(yīng)用進(jìn)行研究，70年代以來(lái)，歐美各國(guó)對(duì)這種材料廣泛注意，開(kāi)展了大量研究工作。由于這種材料的引入，可使砂漿、混凝土的孔隙與滲透性大大降低，給強(qiáng)度和耐久性帶來(lái)明顯改善，因而有廣泛的使用范圍。
微硅粉顆粒的平均粒徑一般為0.1—0.3um，比表面積達(dá)2.0—3.5萬(wàn)平方米/千克，約比粉煤灰大50倍，比水泥粒徑大100多倍，摻入水泥混凝土中，可增加混凝土拌合韌柔潤(rùn)粘聚性和硬化混凝土填充致密性，具有顯著的超微粉集料效應(yīng)。微硅粉在急劇冷凝的氣、液、固相變過(guò)程中，形成大小不一，表面光滑的球狀微粒在水泥混凝土中可起潤(rùn)滑減小顆粒之間內(nèi)摩擦阻力的作用，利于擴(kuò)散填充微孔隙，增強(qiáng)致密性的微細(xì)顆粒形態(tài)效應(yīng)明顯。由于硅灰冷凝的過(guò)程極為迅速，致使二氧化硅來(lái)不及形成晶體，其晶體結(jié)構(gòu)屬于無(wú)定形二氧化硅，為高活性的火山灰物質(zhì)，摻于水泥混凝土中可顯著提高其抗沖磨、抗浸蝕、抗?jié)B、抗凍等性能，有顯著的火山灰效應(yīng)。
在整個(gè)微硅粉應(yīng)用發(fā)展歷程中，我們對(duì)如何最佳地使用微硅粉積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。下面是一些總結(jié)：
·微硅粉并不適用于所有場(chǎng)合。制定混凝土技術(shù)要求的人員必須仔細(xì)分析特定的使用場(chǎng)合，并確認(rèn)使用微硅粉能夠得到預(yù)期的結(jié)果。
·微硅粉必須使用在合適組成(配合比) 的混凝土中，應(yīng)為低水膠比(w/ cm) 和含高效減水劑混凝土。早期的研究發(fā)現(xiàn)，采用微硅粉的混凝土配合比中，水膠比為0.6 或更高，不合理。
·微硅粉與其它輔助膠凝材料的組合使用正在增長(zhǎng)。起初， 這些材料被看作是相互競(jìng)爭(zhēng)的材料，但現(xiàn)在越來(lái)越廣泛地認(rèn)識(shí)到：最好的混凝土往往是組合使用這些材料的結(jié)果。
·單位體積混凝土的微硅粉用量在減少，特別是暴露在氯鹽環(huán)境的混凝土。最初的橋面板混凝土含12 %～15 % 微硅粉(以水泥重量計(jì))，然后的幾年微硅粉摻量降低到8 % 左右。目前，如果與粉煤灰或磨細(xì)礦渣組合使用，則微硅粉摻量降低到5 % 左右。
·尚沒(méi)有硅粉混凝土配合比設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)方法， 但可以參考現(xiàn)有的指南和配合比實(shí)例。必須以工程實(shí)際使用材料進(jìn)行試驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定最終配合比。
·硅粉混凝土對(duì)塑性收縮裂縫敏感，但這個(gè)問(wèn)題容易被克服。
·硅粉混凝土平面結(jié)構(gòu)，特別是罩面，裂縫曾經(jīng)是個(gè)問(wèn)題。
濕養(yǎng)護(hù)至少7 天基本可以解決或減輕裂縫問(wèn)題。然而，在一些較長(zhǎng)跨度的橋梁上，出現(xiàn)的一些裂縫還無(wú)法解釋或通過(guò)施工程序防止。這樣的裂縫在不含硅灰的混凝土也同樣出現(xiàn)，因此可能需要更多地從結(jié)構(gòu)方面考慮，而不是材料。這方面有關(guān)研究正在進(jìn)行。
·硅粉混凝土必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)。如果沒(méi)有養(yǎng)護(hù)，微硅粉帶給混凝土的優(yōu)點(diǎn)就不能實(shí)現(xiàn)。如果不將適當(dāng)養(yǎng)護(hù)的要求納入混凝土技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和不在項(xiàng)目中貫徹實(shí)施養(yǎng)護(hù)要求，則最好不要使用硅粉混凝土。
·使用微硅粉的混凝土，必須重視混凝土生產(chǎn)施工的每個(gè)環(huán)節(jié)。攪拌過(guò)程、微硅粉的充分分散是關(guān)系到混凝土性能的關(guān)鍵。攪拌不好和微硅粉分散不良，可能得不到預(yù)期的混凝土性能。
·對(duì)于確定混凝土的‘硬指標(biāo)’性能，采用抗壓強(qiáng)度可能是一個(gè)合適的方法。然而，確定性能必須謹(jǐn)慎和充分理解其場(chǎng)合與條件。具有相同強(qiáng)度的混凝土，測(cè)試其它性能參數(shù)，表現(xiàn)不一定相同。
·很多平面混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了過(guò)多的抹面。硅粉混凝土抹面的經(jīng)驗(yàn)顯示，進(jìn)行最少的抹面工作就能獲得更加耐久的混凝土，同時(shí)防止塑性收縮裂縫。
·在氯鹽環(huán)境，硅粉混凝土具有期望的抗氯離子滲透性能。迄今，一些對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行的測(cè)試證明，硅粉混凝土性能良好。其中一個(gè)報(bào)告顯示：隨時(shí)間的延長(zhǎng)，氯滲透的速率在大幅度降低。現(xiàn)在，實(shí)際的硅粉混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)量已經(jīng)足夠多，暴露的時(shí)間也足夠長(zhǎng)，很能夠說(shuō)明問(wèn)題。美國(guó)微硅粉協(xié)會(huì)正在進(jìn)行的一項(xiàng)目，即在實(shí)際的橋梁、停車樓和海工結(jié)構(gòu)上取樣。
·微硅粉產(chǎn)品的類型發(fā)生變化。如今，配方產(chǎn)品和漿體微硅粉已經(jīng)從市場(chǎng)上消失。幾乎所有商品混凝土和預(yù)制混凝土企業(yè)都使用增密型微硅粉。
從可施工性能方面，硅粉混凝土在新拌狀態(tài)(塑性狀態(tài)) 的性能優(yōu)點(diǎn)變的越來(lái)越重要。這些優(yōu)點(diǎn)包括：改善噴射混凝土粘附性能和硬化性能，減少平面結(jié)構(gòu)施工的抹面工作，改善自密實(shí)混凝土的穩(wěn)定性和提高混凝土早期性能，等等。
·仍然需要與工程業(yè)主、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定人員、混凝土生產(chǎn)人員和工程承包商交流硅灰混凝土應(yīng)用技術(shù)。美國(guó)硅灰協(xié)會(huì)活躍在這個(gè)領(lǐng)域。
