混凝土在拌制合物时,为了获得施工要求的流动性,常需要多加一些水(超过水泥(材料:粉状水硬性无机胶凝材料)水化所需水量),这些多加的水不仅使水泥浆变稀,胶结力减弱,而且多余的水分残留在混凝土中形成水泡或水道,随混凝土硬化而蒸发后便留下孔隙。
微硅粉是大工业冶炼中的副产物,整个过程需要用除尘环保设备进行回收,因为密度较小,还需要用加密设备进行加密。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰,是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。从而减少混凝土实际受力面积,而且在混凝土受力时,易在孔隙周围产生应力集中。
在混凝土中,内部泌水受骨料颗粒的阻挡而聚集在骨料下面形成多孔界面。在骨料界面过滤区形成的Ca(OH)2要多于其它区域。Ca(OH)2晶体生长较大并有平行于骨料表面的较强取向性。平行于骨料表面的大Ca(OH)2晶体较易开裂,比水化硅酸钙凝胶(C-S-H)薄弱(解释:单薄而不坚强)。水泥浆与骨料之间的界面过滤区由于多孔和有许多定向排列的大Ca(OH)2晶体,而成为混凝土内部的强度(strength)薄弱区。HPC中由于掺入一定量的硅灰,其强度与普通混凝土(不掺硅灰)相比,有明显改善。
有学者曾计算):以15%的硅灰取代水泥,则在水泥颗粒数量与硅灰颗粒数量的比例为1∶2000000,即二百万个硅灰对一个水泥颗粒,因此硅灰对HPC强度有很大影响。在HPC中小于水泥颗粒直径100倍的硅灰,填充于水泥浆体的孔隙间,填充于水泥颗粒的空隙间,其效果(effect)如同水泥颗粒填充在骨料空隙之间和细骨料填充在粗骨料空隙之间一样,从微观尺度上增加HPC的密实度,提高了HPC的强度,这就是硅灰的“填充效应”。在HPC中,填充于水泥浆体中的硅灰使水泥浆体孔的数量明显减少,匀质性提高,而总空隙率基本保持不变。
推荐阅读: 一篇文章让你彻底明白:微硅粉和硅微粉的区别 | 微硅粉中二氧化硅的含量检测方法 |