研究探索：低品質硅灰在普通混凝土中的應用技術要點探究
點擊藍字關注我們
本文選自《商品混凝土》雜志2024年第5期
低品質硅灰在普通混凝土中的應用技術要點探究
王士坤
［摘要］本文的研究對象——低品質硅灰，主要是指 SiO含量在 70%～85% 之間、二氧化硅含量不符合 GB/T 27690—2023《砂漿和混凝土用硅灰》中 SF85 和 SF95 等級的硅灰。此類硅灰主要為硅鐵合金廠的煙道硅灰。對此類硅灰按照等量代換摻入普通混凝土中，對摻入后混凝土的拌合物性能、力學性能以及耐久性能進行測試，并在實際生產過程中進行批量應用。經對應用各技術要點總結，結果表明：低品質硅灰作為摻合料應用于普通混凝土，可以明顯改善混凝土的拌合性能，顯著提高混凝土的流動性，利于泵送混凝土坍落度保持，混凝土早期強度增長明顯，抗碳化性能良好，生產綜合成本更趨于合理。
［關鍵詞］低品質硅灰；普通混凝土；應用技術要點
前言
優質硅灰作為物理改性礦物外加劑和摻合料在高強高性能混凝土中的應用技術已經非常成熟。硅灰活性高、細度達納米級，摻入高強高性能混凝土在降低混凝土膠凝材料總量、改善混凝土拌合物性能、提高混凝土抗滲抗侵蝕性能方面效果顯著。長期以來，硅灰作為高強高性能混凝土摻合料的相關研究與應用較多。但是由于新冠疫情，硅灰出口受限，低品質硅灰更是無人問津，成為大量積壓的固廢，低品質硅灰價格低至水泥O42.5價格以下。筆者所在地的混凝土技術人員以此為契機，紛紛開展了低品質硅灰的試驗應用。但是受限于試驗檢測條件以及對于硅灰認知，多數企業沒有能力對二氧化硅含量進行檢測，無法識別無良供應商的摻假硅灰；對于硅灰活性過分迷信，超量取代（1:3）水泥，由此造成混凝土開裂、強度不足等一系列問題。為此筆者對于本地區硅灰開展了調查研究，對市場上流通的硅灰進行了取樣檢測，對硅灰摻入混凝土的各項性能進行了測試，并在企業生產中進行了成功應用。在各項數據分析總結基礎上，結合應用中遇到問題的解決方法，總結出低品質硅灰在普通混凝土中應用的工藝技術要點和條件。
主要研究目標
）對本地區市場流通硅灰調研，分產地、廠家進行取樣檢測，測定二氧化硅含量分布范圍。
）試驗低品質硅灰摻入普通混凝土的拌合物性能、力學性能和耐久性能，確定適宜的最大摻量（在國標要求10%范圍內）。
）實踐生產應用檢測不同加密硅灰解密方式的不同對混凝土性能的影響。
硅灰檢測項目和方法
硅灰的檢測項目及檢測方法列于表
2023月至202310月，總計跟蹤檢測硅灰抽樣45組，其中內蒙20組、陜西10組、寧夏15組。其硅灰檢測結果匯總如表
經過對上述檢測結果分析主要得出：（）硅鐵合金廠產生的硅灰比金屬硅廠產生的硅灰所含二氧化硅含量要低；（）二氧化硅含量與活性指數呈正比相關。
摻入硅灰替代水泥后混凝土試驗配合比及試驗結果
3.1等量取代
C40C50兩個強度等級混凝土進行試驗驗證，配合比及力學性能結果見表、圖1，工作性能見表、圖2。
3.2不同比例取代
C30C40C50三個強度等級混凝土進行試驗驗證，配合比和力學性能見表、圖3，混凝土拌合物的工作性能測試結果見表6、圖4。
通過試驗結果可以表明，混凝土性能和硅灰摻量、取代系數有以下規律：
）硅灰摻量與聚羧酸外加劑摻量正相關；
）低品質硅灰摻量達8%時，混凝土強度增長低于基準混凝土；
）低品質硅灰超量取代系數為1:3時，混凝土早期強度和28d強度均低于基準混凝土強度；
）作為改善混凝土和易性的礦物外加劑，不分強度等級、無差別等量替代水泥20kg/m，對拌合物性能影響明顯，坍落度筒倒置排空時間均在10s以內，對硬化強度性能沒有不利影響。
實際生產應用情況
4.1應用情況
根據前述各項試驗結果，綜合考慮，采用不分強度等級（C25C50）等量替代每方混凝土20kg水泥的方式投入生產。
目前企業按照此方式，已經使用硅灰一年半，使用硅灰100余噸。實現了泵送運輸效率雙提升。其中泵送綜合油耗較往年節省0.2/m，工地混凝土狀態調整車次明顯減少，退車率2023年全年為萬分之三。
由于硅灰對混凝土和易性的顯著改善，保坍性能增強，工地工人加水現象減少。
4.2生產實踐中遇到的主要問題
實際應用中，硅灰運輸距離較長。為提高運輸效率，降低運輸成本，硅灰廠家出廠時均對硅灰進行了加密。也導致在混凝土中應用時，需要對輸送入倉、計量等環節加以關注。
）硅灰卸料存儲方式有差別：噸包吊運敞口入筒倉，弊端主要是揚塵和拋灑；噸包拆包卸入散灰罐車吹入筒倉，弊端是吹灰時間長。這里也提示一點，硅灰氣泵吹入筒倉內時間較長，一般在1.5小時左右，摻假硅灰由于摻了粉煤灰或石粉，吹灰時間明顯縮短。所以通過吹灰時間也可以在一定程度上判斷硅灰摻假與否。
）輸送計量方式主要有兩種：筒倉設在骨料斜皮帶側面，通過螺旋機、計量斗將硅灰卸在斜皮帶上骨料同時投入預存料斗，如圖利用既有水泥或摻合料筒倉計量投料。通過實踐應用，改裝需要注意的問題主要是螺旋角度不宜過大，螺旋輸送距離不宜過長；利用既有水泥筒倉時應調整控制程序。
兩種不同的輸送計量方式實踐應用比較，卸在骨料皮帶上與骨料一同投料的方式比，直接螺旋輸送方式解密加密硅灰效果要好。
結論
）低品質硅灰在混凝土中摻量適度、兩倍超量取代的情況下，混凝土的抗壓強度以及拌合物和易性能夠達到標準規范要求，可以作為混凝土的摻合料使用。
）硅灰的品質與其前端生產工藝相關，使用前需甄別其生產工藝和來源。
）現在混凝土應用的主要為加密硅灰，要注意生產過程中的輸送方式、上料方式、計量精度等，確保硅灰發揮其活性作用；
）無差別在各強度等級混凝土中每方等量摻入20kg硅灰，能夠顯著改善混凝土拌合物保坍性能、增強混凝土的可泵性。
參考文獻
[1] 王文卓，蔣玉川，吳文軍．不同二氧化硅含量硅灰對混凝土抗壓強度的影響[J]．中國建材科技，2020,29 (06): 59-62
[2] 馬艷芳，李寧，常鈞．硅灰性能及其再利用的研究進展[J]．無機鹽工業，2009,41(10): 8-10
[3] 何小芳，盧軍太，李小楠，等．硅灰對混凝土性能影響的研究進展[J]．硅酸鹽通報，2013,32(03): 423-428
供稿人：王士坤
編輯員：李海亮
審核人：孫繼成，寧夏
【標準規范】
【會議培訓】
第十屆全國建筑固廢和尾礦泥漿處理及資源化利用大會暨中國砂石協會建筑固廢利用分會年會
2025第二十一屆全國商品混凝土可持續發展論壇暨2025中國商品混凝土年會
【咨詢服務】
預拌混凝土質量追溯研究
高速公路及橋涵高性能混凝土技術咨詢
課題研究
研發中心建設
[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結構自保溫技術體系》推廣等
【建材“雙碳”業務】
低碳膠凝材料研發與制備
復合摻合料和再生復合摻合料研發與制備
建筑垃圾處置與資源化利用
建筑垃圾再生砂粉應用技術
建筑垃圾再生輕粗骨料技術
碳化再生骨料制備技術
【期刊著作】
《常見預拌混凝土質量事故分析百例》圖書
《預拌混凝土企業標準化試驗室建設指南》圖書
混凝土技術發展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業技術情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內外混凝土行業科技前沿動態，為全國混凝土行業開展技術服務工作，包括出版技術期刊、研究制定標準、開展技術咨詢、舉辦技術會議、承擔行業培訓、從事認證評價和開發研究等，中心是建材情報所主要業務部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業協會分支機構包括中國散裝水泥推廣發展協會混凝土專業委員會、中國散裝水泥推廣發展協會預制建筑產業專業委員會、中國砂石協會建筑固廢利用分會、建筑材料工業技術情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預拌混凝土質量追溯公共服務平臺、混凝土行業數字化服務平臺、中國商品混凝土行業企業專家委員會（擁有200余名行業一線專家）、北京砼享未來工程技術研究院（會員制技術和管理服務）。
中心每年參與多個混凝土技術咨詢和技術服務項目，包括雄安新區混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術咨詢、固廢基膠凝材料和再生復合摻合料研發和制備技術，以及數十個混凝土企業的技術服務工作。開展預拌混凝土綠色產品認證和科技成果評價工作。
咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915
聲明：本文系轉載自互聯網，請讀者僅作參考，并自行核實相關內容。若對該稿件內容有任何疑問或質疑，請立即與鐵甲網聯系，本網將迅速給您回應并做處理，再次感謝您的閱讀與關注。
不想錯過新鮮資訊？
微信"掃一掃"
