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硅粉在混凝土中的作用機(jī)理

    硅粉在混凝土中的作用機(jī)理，包含硅粉的火山灰效應(yīng)和微填料效應(yīng)。硅粉在混凝土中與水接觸后，部分小顆粒迅速溶解，并與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣(C—S—H)凝膠，均勻分布于水泥顆粒之中，這就是硅粉的火山灰效應(yīng)。由于C—S—H凝膠的強(qiáng)度高于水化產(chǎn)物Ca(OH)2的強(qiáng)度，因此，C—S—H凝膠的生成不僅提高了混凝土結(jié)構(gòu)的密度，還有利于提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。且因硅粉微粒極細(xì)，所以硅粉的火山灰反應(yīng)往往在加入水泥或混凝土后的幾小時(shí)內(nèi)就發(fā)生。大量試驗(yàn)研究表明，在有硅粉存在的情況下，水泥水化早期產(chǎn)物中的Ca(OH)2含量隨著齡期的延長(zhǎng)變得越來(lái)越少，甚至完全反應(yīng)[1]。

    硅粉替代水泥后，極細(xì)的球狀小顆粒將填充于水泥顆粒空隙之中，改善水泥顆粒級(jí)配和粒徑分布，使水泥漿體密實(shí)；硅粉二次水化產(chǎn)物又堵塞毛細(xì)管通道，使大孔和連通孔減少，水泥漿體更加密實(shí)。硅粉的這種物理填充和二次水化產(chǎn)物填充作用，稱為硅粉的微填料效應(yīng)。因此，在硅粉的微填料效應(yīng)和火山灰效應(yīng)作用下，水泥漿體中早期水化產(chǎn)物Ca(OH)2減少，結(jié)晶細(xì)化，混凝土內(nèi)部的小孔增加，孔隙分布的均勻性提高[2]，水泥漿與集料的粘結(jié)力增強(qiáng)，硅粉混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性能均得到改善。