微硅粉對混凝土的填充作用

攪拌混凝土?xí)r，為了獲得施工所需的流動性，往往需要加入更多的水(超過水泥水化所需的水量)，這不僅使水泥漿變稀，還削弱了膠結(jié)力，多余的水留在混凝土中形成水泡或水道，隨著混凝土硬化，蒸發(fā)后留下孔隙。從而減小混凝土的實(shí)際受力面積，當(dāng)混凝土受力時，容易在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。在混凝土中，內(nèi)部滲出被骨料顆粒堵塞，并聚集在骨料下形成多孔界面。骨料界面過濾區(qū)形成的氫氧化鈣比其他區(qū)域多。Ca(OH)2晶體生長速度快，具有很強(qiáng)的平行于團(tuán)聚體表面的取向。平行于骨料表面的大的Ca(OH)2晶體比水合硅酸鈣凝膠(C-S-H)更容易開裂和弱化。水泥漿與骨料界面處的濾失區(qū)是多孔的，有許多定向排列的大Ca(OH)2晶體，使其成為混凝土中的弱強(qiáng)度區(qū)。與普通混凝土(不摻微硅粉)相比，摻入一定量的微硅粉后，高性能混凝土的強(qiáng)度明顯提高。有學(xué)者計算過，當(dāng)水泥被15%的硅粉替代時，水泥顆粒與硅粉顆粒的比例為1  2，000，000，即200萬硅粉為一個水泥顆粒，因此硅粉對高性能混凝土強(qiáng)度影響較大。在高性能混凝土中，小于水泥顆粒直徑100倍的硅粉填充了水泥漿的孔隙和水泥顆粒的空隙。其效果與水泥顆粒填充骨料空隙和細(xì)骨料填充粗骨料空隙的效果相同。它在微觀尺度上增加了高性能混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度，這就是硅粉的“填充效應(yīng)”。在高性能混凝土中，微硅粉填充水泥漿體可以明顯減少孔的數(shù)量，提高水泥漿體的均勻性，而總孔隙率基本保持不變。