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（山西路桥第二工程有限公司 山西 临汾 041051）
【摘 要】本文以临汾市平阳大桥桥面铺装砼施工中掺加微硅粉为例，阐述了微硅粉在砼施工中的应用及其优缺点。
【关键词】微硅粉；混凝土；应用；优缺点
Tiny Huo powder at concrete under construction application and its merit and shortcoming
Yang Xiao-long, Shi Jian-ling
(Shanxi road bridge the second engineering limited company Linfen Shanxi 041051)
【Abstract】The article takes Linfen Pingyang bridge bridge surface in Fen City to spread to pack the concrete under construction to add tiny ganister sand as an example and elaborated tiny ganister sand at concrete under construction application and its merit and shortcoming.
【Key words】Tiny ganister sand; Concrete; Application; Merit and shortcoming
临汾市平阳大桥扩建工程全长566m，上部结构为预应力砼先简支后连续箱梁，下部结构为圆柱墩、肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。该桥是临汾市“城市建设年”实施的重点工程之一。在城市景观上有着更高的要求，桥梁不仅要安全、适用、也要美观大方，且新桥的施工必须保持与原有桥梁精确对接。根据一些科研单位对高强硅粉混凝土的研究结果表明，在水泥用量相当的情况下，掺入硅粉可使混凝土的抗压强度提高1.3倍～2.3倍，抗水沙冲磨强度提高1.3倍～3.5倍，抗空蚀强度提高1.6倍以上。在平阳桥的桥面铺装砼实际施工中掺入了微硅粉，不仅提高了混凝土的抗压强度，最主要的是它能够显著的提高混凝土的抗冲耐磨能力，尤其是能够大幅度的提高混凝土的抗空蚀能力。下面着重从以下几方面阐述：
1. 概述
微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，也有人叫硅粉，是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品，主要成分是SiO2。 SiO2含量越高，微硅粉的性能越高。有学者专家曾计算：以15％的微硅粉取代水泥，则在混凝土中水泥颗粒与微硅粉颗粒数量的比例为1：2000000，由此可知微硅粉是一种超细粉末物质，其之所以提高混凝土的强度，关键在于提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度，能降低淡水，防止水分在骨料下表面聚集，从而提高界面过渡区的密实度和减小界面过渡区的厚度。微硅粉的粒径比水泥颗粒要小100倍，填充于水泥颗粒的空隙之间，其效果如同水泥颗料填充在骨料之间一样，增加混凝土的密实度。
2. 施工工艺及注意事项
2.1 施工工艺
2.1.1 硅粉混凝土的拌和。
用搅拌机拌和，按配方将材料准确称量，投料次序为水→石子→砂→水泥→硅粉→用搅拌机搅拌1.5min，然后加入外加剂一胶乳再搅拌1.5min出机。混凝土拌好的特征是：各种材料拌和均匀，流动性好，不离析，塌落度控制在3cm以内，超过4cm则不得使用。
2.1.2 硅粉混凝土的运输。
拌好的硅粉混凝土水平运输和垂直运输时间不得超过10min。
2.1.3 硅粉混凝土的入仓浇筑。
浇筑过程应一次浇完，不得中途停止。由于机械故障等原因产生冷缝，应停止浇筑，等先浇混凝土具有一定强度(一般等24h后)，按施工缝处理后(处理方法与基面处理相同)，再浇筑剩余部分混凝土。浇筑宜从左或右向一个方向入仓，经平仓后，先用插入式振捣器，后用平板振捣器提浆，振捣时间较普通混凝土稍长一些，要振捣密实不能漏振。平仓振捣后收抹面的工人应抓紧拍打出浆并抹面，一般应收抹3次～4次，使其表面光滑平整，无空洞、麻面和无贯穿性裂缝，不平整度控制在5mm以内。
2.1.4 硅粉混凝土的养护。
新浇硅粉混凝土经振捣收抹后停1h～3h(根据现场气温具体确定)，立即加盖塑料薄膜，防止雨淋和表面蒸发产生裂缝，24h内严禁人踩或堆放杂物。经36h～48h后，去掉塑料膜，加盖草袋，按水工混凝土养护规程及时洒水养护。
2.2 注意事项
2.2.1 配合比设计
(1)微硅粉应与减水剂、粉煤灰、矿粉、纤维等相容性良好。
(2)由于其填隙效应，混凝土的粘滞性较高，因此掺微硅粉混凝土的坍落度设计要求比普通混凝土高2~3cm；
(3)制造高强度及喷射混凝土，微硅粉掺入量为水泥量的6~12%；对于水下工程混凝土，其掺量略高；而将微硅粉作为助泵剂使用时，掺入量减为2%左右。通过配合比试验确定最终配合比。
2.2.2 加料与搅拌
(1)通常混凝土工业使用增密型微硅粉，因此可选择人工加料或自动加料。
(2)由于微硅粉独有的超细特性，微硅粉要求在骨料投料后立即投入，不得将粉状微硅粉加入已拌和好的混凝土中。
(3)掺入微硅粉混凝土的搅拌时间比普通混凝土要延长30~40s，以获得良好的均匀性。
(4)掺入微硅粉混凝土的运输没有特别要求，与普通混凝土相同。要注意运输时间不得超过10min。
2.2.3 浇注和养护
(1)微硅粉混凝土的振捣要求密实，不得漏振、欠振，也不得过振。一般振捣时间为10~30s；
(2)要求混凝土连续供应，以防止冷接茬，造成隐患。接茬时间不得超过100min；
(3) 微硅粉混凝土养护过程中防止水份的过早蒸发非常重要。因此，浇注完毕，立即覆膜、并铺设麻袋、浇水养护。
3. 掺加微硅粉的优点
(1)硅微粉是一种物理化学性质均十分稳定的中性无机填料，不含结晶水，不参与固化反应，不影响反应机理。
(2)对各类树脂有良好的浸润性，吸附性能好，易混合，不产生结团现象。
(3)硅微粉粒度大小分布合理，致密性强，硬度大，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗压、抗冲击强度和耐磨性能，抗冲磨能力能提高0.5～2.5倍。
(4)能增大导热系数，改变胶粘性和增加阻燃性能。
(5)能降低环氧树脂固化反应的放热峰温度，降低固化物的线膨胀系数和固化物的收缩率，从而消除内应力，防止开裂。
(6)由于硅微粉的粒度细，分布合理，能有效的减少和消除沉淀，分层现象。
(7)硅微粉质纯，杂质含量低，物化性能稳定，使固化物具有良好的绝缘性能和抗电弧性能。
(8)硅微粉的化学成分为二氧化硅（SiO2），属惰性物质，与大部分酸、碱不起化学反应，硅微粉均匀分布、覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀性，抗空蚀能力提高3～16倍。
(9)硅微粉，堆积密度小，一种在0.2～0.8之间，一种在1.0～2.2之间。作为聚合物填充材料，较其他矿物性填品用量少，装载重量小，节省聚合物用量，因此可降低产品成本。
(10)抗冻性好，微硅粉在经过300～500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10～20%，而普通混凝土通过25～50次循环，相对弹性模量隆低为30～73%。因此可以提高混凝土的抗冻性。
(11)具有早强性，微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。
4. 硅粉混凝土的主要缺点
随着硅粉砼使用的增加，也逐渐暴露出一些问题，硅粉混凝土在使用中主要存在以下问题：
4.1 干缩性大。
硅粉砼的干缩率尤其是早期干缩率较大，使硅粉砼在应用中易于出现干缩裂缝，影响其整体强度和使用效果。如在施工后早期加强洒水养护可以有所减小，但在许多工程施工中裂缝仍不可避免。
4.2 施工难度大。
混凝土和易性是混凝土配合比设计中一个重要的参数，硅粉混凝土施工和易性差，使砼不易振捣密实，不易收光抹面，影响混凝土质量的均匀性和表面的平整度。
4.3 易产生温度裂缝。
硅粉混凝土早期强度发展很快，相应的混凝土的水化热放热速度很快，致使混凝土水化热温升高，在混凝土中容易产生较大的温度应力，这一应力在干缩裂缝的顶端产生应力集中，使干缩裂缝扩展延伸甚至形成贯通性的裂缝。
【摘 要】本文以临汾市平阳大桥桥面铺装砼施工中掺加微硅粉为例，阐述了微硅粉在砼施工中的应用及其优缺点。
【关键词】微硅粉；混凝土；应用；优缺点
Tiny Huo powder at concrete under construction application and its merit and shortcoming
Yang Xiao-long, Shi Jian-ling
(Shanxi road bridge the second engineering limited company Linfen Shanxi 041051)
【Abstract】The article takes Linfen Pingyang bridge bridge surface in Fen City to spread to pack the concrete under construction to add tiny ganister sand as an example and elaborated tiny ganister sand at concrete under construction application and its merit and shortcoming.
【Key words】Tiny ganister sand; Concrete; Application; Merit and shortcoming
临汾市平阳大桥扩建工程全长566m，上部结构为预应力砼先简支后连续箱梁，下部结构为圆柱墩、肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。该桥是临汾市“城市建设年”实施的重点工程之一。在城市景观上有着更高的要求，桥梁不仅要安全、适用、也要美观大方，且新桥的施工必须保持与原有桥梁精确对接。根据一些科研单位对高强硅粉混凝土的研究结果表明，在水泥用量相当的情况下，掺入硅粉可使混凝土的抗压强度提高1.3倍～2.3倍，抗水沙冲磨强度提高1.3倍～3.5倍，抗空蚀强度提高1.6倍以上。在平阳桥的桥面铺装砼实际施工中掺入了微硅粉，不仅提高了混凝土的抗压强度，最主要的是它能够显著的提高混凝土的抗冲耐磨能力，尤其是能够大幅度的提高混凝土的抗空蚀能力。下面着重从以下几方面阐述：
1. 概述
微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，也有人叫硅粉，是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品，主要成分是SiO2。 SiO2含量越高，微硅粉的性能越高。有学者专家曾计算：以15％的微硅粉取代水泥，则在混凝土中水泥颗粒与微硅粉颗粒数量的比例为1：2000000，由此可知微硅粉是一种超细粉末物质，其之所以提高混凝土的强度，关键在于提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度，能降低淡水，防止水分在骨料下表面聚集，从而提高界面过渡区的密实度和减小界面过渡区的厚度。微硅粉的粒径比水泥颗粒要小100倍，填充于水泥颗粒的空隙之间，其效果如同水泥颗料填充在骨料之间一样，增加混凝土的密实度。
2. 施工工艺及注意事项
2.1 施工工艺
2.1.1 硅粉混凝土的拌和。
用搅拌机拌和，按配方将材料准确称量，投料次序为水→石子→砂→水泥→硅粉→用搅拌机搅拌1.5min，然后加入外加剂一胶乳再搅拌1.5min出机。混凝土拌好的特征是：各种材料拌和均匀，流动性好，不离析，塌落度控制在3cm以内，超过4cm则不得使用。
2.1.2 硅粉混凝土的运输。
拌好的硅粉混凝土水平运输和垂直运输时间不得超过10min。
2.1.3 硅粉混凝土的入仓浇筑。
浇筑过程应一次浇完，不得中途停止。由于机械故障等原因产生冷缝，应停止浇筑，等先浇混凝土具有一定强度(一般等24h后)，按施工缝处理后(处理方法与基面处理相同)，再浇筑剩余部分混凝土。浇筑宜从左或右向一个方向入仓，经平仓后，先用插入式振捣器，后用平板振捣器提浆，振捣时间较普通混凝土稍长一些，要振捣密实不能漏振。平仓振捣后收抹面的工人应抓紧拍打出浆并抹面，一般应收抹3次～4次，使其表面光滑平整，无空洞、麻面和无贯穿性裂缝，不平整度控制在5mm以内。
2.1.4 硅粉混凝土的养护。
新浇硅粉混凝土经振捣收抹后停1h～3h(根据现场气温具体确定)，立即加盖塑料薄膜，防止雨淋和表面蒸发产生裂缝，24h内严禁人踩或堆放杂物。经36h～48h后，去掉塑料膜，加盖草袋，按水工混凝土养护规程及时洒水养护。
2.2 注意事项
2.2.1 配合比设计
(1)微硅粉应与减水剂、粉煤灰、矿粉、纤维等相容性良好。
(2)由于其填隙效应，混凝土的粘滞性较高，因此掺微硅粉混凝土的坍落度设计要求比普通混凝土高2~3cm；
(3)制造高强度及喷射混凝土，微硅粉掺入量为水泥量的6~12%；对于水下工程混凝土，其掺量略高；而将微硅粉作为助泵剂使用时，掺入量减为2%左右。通过配合比试验确定最终配合比。
2.2.2 加料与搅拌
(1)通常混凝土工业使用增密型微硅粉，因此可选择人工加料或自动加料。
(2)由于微硅粉独有的超细特性，微硅粉要求在骨料投料后立即投入，不得将粉状微硅粉加入已拌和好的混凝土中。
(3)掺入微硅粉混凝土的搅拌时间比普通混凝土要延长30~40s，以获得良好的均匀性。
(4)掺入微硅粉混凝土的运输没有特别要求，与普通混凝土相同。要注意运输时间不得超过10min。
2.2.3 浇注和养护
(1)微硅粉混凝土的振捣要求密实，不得漏振、欠振，也不得过振。一般振捣时间为10~30s；
(2)要求混凝土连续供应，以防止冷接茬，造成隐患。接茬时间不得超过100min；
(3) 微硅粉混凝土养护过程中防止水份的过早蒸发非常重要。因此，浇注完毕，立即覆膜、并铺设麻袋、浇水养护。
3. 掺加微硅粉的优点
(1)硅微粉是一种物理化学性质均十分稳定的中性无机填料，不含结晶水，不参与固化反应，不影响反应机理。
(2)对各类树脂有良好的浸润性，吸附性能好，易混合，不产生结团现象。
(3)硅微粉粒度大小分布合理，致密性强，硬度大，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗压、抗冲击强度和耐磨性能，抗冲磨能力能提高0.5～2.5倍。
(4)能增大导热系数，改变胶粘性和增加阻燃性能。
(5)能降低环氧树脂固化反应的放热峰温度，降低固化物的线膨胀系数和固化物的收缩率，从而消除内应力，防止开裂。
(6)由于硅微粉的粒度细，分布合理，能有效的减少和消除沉淀，分层现象。
(7)硅微粉质纯，杂质含量低，物化性能稳定，使固化物具有良好的绝缘性能和抗电弧性能。
(8)硅微粉的化学成分为二氧化硅（SiO2），属惰性物质，与大部分酸、碱不起化学反应，硅微粉均匀分布、覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀性，抗空蚀能力提高3～16倍。
(9)硅微粉，堆积密度小，一种在0.2～0.8之间，一种在1.0～2.2之间。作为聚合物填充材料，较其他矿物性填品用量少，装载重量小，节省聚合物用量，因此可降低产品成本。
(10)抗冻性好，微硅粉在经过300～500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10～20%，而普通混凝土通过25～50次循环，相对弹性模量隆低为30～73%。因此可以提高混凝土的抗冻性。
(11)具有早强性，微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。
4. 硅粉混凝土的主要缺点
随着硅粉砼使用的增加，也逐渐暴露出一些问题，硅粉混凝土在使用中主要存在以下问题：
4.1 干缩性大。
硅粉砼的干缩率尤其是早期干缩率较大，使硅粉砼在应用中易于出现干缩裂缝，影响其整体强度和使用效果。如在施工后早期加强洒水养护可以有所减小，但在许多工程施工中裂缝仍不可避免。
4.2 施工难度大。
混凝土和易性是混凝土配合比设计中一个重要的参数，硅粉混凝土施工和易性差，使砼不易振捣密实，不易收光抹面，影响混凝土质量的均匀性和表面的平整度。
4.3 易产生温度裂缝。
硅粉混凝土早期强度发展很快，相应的混凝土的水化热放热速度很快，致使混凝土水化热温升高，在混凝土中容易产生较大的温度应力，这一应力在干缩裂缝的顶端产生应力集中，使干缩裂缝扩展延伸甚至形成贯通性的裂缝。