馬坤誠(chéng)，厲瑞峰，高燕群

（柳州展南預(yù)拌混凝土有限公司，廣西柳州 545002）

0 前言

硅灰是在冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時(shí)，通過(guò)煙道排除的粉塵，經(jīng)收集得到的以無(wú)定型二氧化硅為主要成分的粉體材料[1]。據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ 55—2011）》中描述：對(duì)強(qiáng)度等級(jí)不低于C80 的高強(qiáng)混凝土宜摻用硅灰。在高強(qiáng)混凝土中摻入硅灰確實(shí)有很好的降黏及增加強(qiáng)度效果，但是整個(gè)廣西柳州地區(qū)近10 年來(lái)鮮有C60 以上高強(qiáng)混凝土需求，而硅灰資源卻比較豐富，所以通過(guò)配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)，將硅灰應(yīng)用于普通工業(yè)用常態(tài)混凝土中，能減少單方水泥用量，提高混凝土強(qiáng)度及密實(shí)性，有良好的推廣前景。

1 工程概況

柳州桂中大道東區(qū)地下停車廠位于柳州河?xùn)|CBD 鬧市區(qū)，總建筑面積為48739.04m2，地上建筑面積2436.56m2，結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，地上1 層，高度5m，地下2 層，負(fù)一層層高6.4m，負(fù)二層層高4.6m；基礎(chǔ)形式為平板筏基，因地理位置需要澆筑大量C30 水下支護(hù)樁，且清孔廢水很難外排，所以工地多采取現(xiàn)挖現(xiàn)澆施工工藝。

2 工程對(duì)C30 水下高性能混凝土技術(shù)要求

主要技術(shù)指標(biāo)要求：

（1）高耐久性、28d 強(qiáng)度達(dá)到 35MPa 以上。

（2）高流動(dòng)性：現(xiàn)場(chǎng)坍落度200±30mm，擴(kuò)展度500mm 以上。

（3）長(zhǎng)待料時(shí)間：3h 坍落度損失控制在40mm 以內(nèi)。

3 原材料基本情況

（1）水泥：桂林興安海螺P·O 42.5，其物理性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

（2）礦粉：柳州強(qiáng)實(shí)S95 級(jí)礦粉，其技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

（3）石灰石粉：柳州匯弘石灰石粉，其技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表3。

（4）細(xì)集料：廠內(nèi)自磨石灰石機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)2.9，MB 值0.25～0.5。

表1 水泥物理性能指標(biāo)

表2 柳州強(qiáng)實(shí)S95 級(jí)礦粉、實(shí)測(cè)技術(shù)性能指標(biāo)

表3 柳州匯宏石灰石粉、實(shí)測(cè)技術(shù)性能指標(biāo)

（5）粗集料：選用柳州本地太陽(yáng)村鎮(zhèn)石場(chǎng)5～25mm 連續(xù)級(jí)配碎石，針片狀含量6.5%，壓碎指標(biāo)11%，

（6）減水劑：廣西南寧星都建材生產(chǎn)的XD-Ⅲ型聚羧酸系高效減水劑，減水率為25%，緩凝時(shí)間充足，適應(yīng)性好。

（7）硅灰：南寧三永建材科技有限公司硅灰，其技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 南寧三永建材硅粉、實(shí)測(cè)技術(shù)性能指標(biāo)

（8）水：自來(lái)水。

4 配合比設(shè)計(jì)

普通混凝土內(nèi)部不密實(shí)，水泥呈碎石狀、有棱角，由于孔隙中水表面張力作用，顆粒間不完全接觸；加入減水劑后，消除水的表面張力作用，顆粒接觸，孔隙率減少；加入微硅粉后，由于微硅粉顆粒小，且為球形，微硅粉顆?？商畛淦溟g，并與Ca（OH）2反應(yīng)，生成新物質(zhì)，堵塞孔道，大孔隙減少，生成的C—S—H 晶體強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，同時(shí)，由于微硅粉混凝土泌水少，改善了過(guò)渡區(qū)的結(jié)構(gòu)，因而提高了混凝土強(qiáng)度[2]。通過(guò)試配分析我們利用混凝土中摻入硅灰能增加強(qiáng)度可以減少水泥用量，利用硅灰能夠降低混凝土的泌水使得混凝土擁有更優(yōu)秀的保水性我們可以降低單位用水量，提高外加劑摻量，外加劑摻量提高后又能提高混凝土保坍時(shí)間。

表5 C30 水下混泥土配比

表6 混凝土工作性能對(duì)比

表7 現(xiàn)場(chǎng)試塊強(qiáng)度

硅灰堆積密度約為水泥堆積密度的一半，摻10kg 硅灰能產(chǎn)生相當(dāng)于20kg 水泥的漿體，使混凝土漿體整體增加，硅粉比表面積遠(yuǎn)大于水泥及其他參合料，有效填充水泥及參合料間的空隙，發(fā)揮滾珠效應(yīng)，使混凝土擁有更好的流動(dòng)性。

由表5 可以看出硅灰配比比正常配比活性材料中水泥與礦粉降低了35kg 每方，水降低了10kg 每方，外加劑摻量增加了0.52%，水膠比降低0.02 即水泥用量降低了水膠比反而還能降低。

而最終試配出來(lái)后混凝土工作性能見(jiàn)表6，可見(jiàn)因外加劑摻量提高了，混凝土3h 坍落度還能保持在坍損負(fù)30 以內(nèi), 并且28d 強(qiáng)度也還能有所提高。

5 工程實(shí)踐及應(yīng)用

5.1 生產(chǎn)控制

因?yàn)樘砑庸杌液蠡炷帘ＫЧ兒?，易出現(xiàn)外加劑欠摻，所以生產(chǎn)前試驗(yàn)室人員需測(cè)出砂子的含水率，并實(shí)時(shí)跟蹤含水率變化控制單方用水量并按試配用上對(duì)應(yīng)的外加劑用量進(jìn)行生產(chǎn)。投料時(shí)硅灰與礦粉及石灰石粉共用摻合料稱，需在攪拌骨料過(guò)程中加入主機(jī)攪拌，不能將混凝土拌好后再添加硅灰，加入硅灰混凝土需要比正?；炷翑嚢钑r(shí)間延長(zhǎng)15～30s。

5.2 泵送情況

現(xiàn)場(chǎng)采用天泵，在混凝土卸料之前，要將混凝土罐正轉(zhuǎn)1min左右，再反轉(zhuǎn)卸料，保證混凝土的均勻性。現(xiàn)場(chǎng)觀察泵車下料順暢，混凝土和易性保持得很好。由于混凝土和易性好，具有很好的流動(dòng)性和自密實(shí)性。觀察泵車主系統(tǒng)壓力，摻硅粉混凝土比未摻混凝土下降3～5MPa。

5.3 現(xiàn)場(chǎng)試塊情況

對(duì)使用硅灰后前6 次澆筑進(jìn)行跟蹤，現(xiàn)場(chǎng)都按規(guī)定取樣驗(yàn)證坍落度并留樣，混凝土工作性能和強(qiáng)度情況見(jiàn)表7。

混凝土坍落度、擴(kuò)展度都滿足要求，且沒(méi)有離析泌水的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)異，強(qiáng)度富余系數(shù)大，標(biāo)準(zhǔn)差很小，穩(wěn)定性好。

6 結(jié)語(yǔ)

利用硅灰擁有良好的降粘效果，可以提高外加劑摻量，減少單方用水量而混凝土不出現(xiàn)沉底現(xiàn)象；用水量降低水灰比不變則可以減少單方水泥用量且硅灰本身具有較高的活性和填充效應(yīng)，混凝土整體的工作性、保坍時(shí)間、強(qiáng)度及耐久性都能得到大幅提高，可見(jiàn)硅灰用于常態(tài)混凝土有良好的推廣前景。