硅粉混凝土配合比設計方法的探討

摘 要：針對硅粉具有顯著地增強效果和提高抗?jié)B、抗凍等性能的特點，從節(jié)約水泥、降低費用的觀念出發(fā)，提出了硅粉 凝土配合比設計的基本思路、原則及步驟。

關鍵詞：硅粉混凝土；性能；配合比；設計；方法

中圖分類號：TV42 文獻標識碼：B

1 概述
硅粉混凝土是以硅粉為主要摻合料的復合型混凝土材料。隨著對硅粉混凝土材料研究的不斷深入，對其性能的認識也更為深刻與清楚。一方面，這種材料既是對工業(yè)廢料的一種再利用，另一方面，摻人硅粉后又可獲得比一般混凝土更為優(yōu)良的性能。所以，這種性價比優(yōu)越的混凝土材料逐漸被人們所重視，目前正在逐步推廣應用。當然，合理確定其配合比，不論對其產(chǎn)品質量還是對生產(chǎn)管理都是十分重要的，因而，也就成為急需解決的問題。我們知道，混凝土材料的性能與其配合比密切相關，配合比決定著混凝土的性能，而配合比又要依據(jù)性能要求來確定。由于硅粉混凝土與普通型及其他摻合型混凝土的性能有較大的不同，所以，其配合比的確定方法與一般混凝土的確定方法有一定差異。
2 硅粉混凝土的性能特點

2．1 硅粉的性能
硅粉顆粒極細，粒徑0．2～2 m，一般平均為0．5 m，表面積為20～23 m ／g，是水泥的50～60倍。硅粉具有很高的活性，摻人混凝土中，可顯著地改善混凝土的性能。

2.2硅粉混凝土的性能特點:

有關研究資料表明硅粉對混凝土性能的改善，最突出地表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)強度顯著提高。在普通混凝土中摻人硅粉后，其強度因摻人方式(內摻或外摻)、摻人的品種及摻量的不同可提高約40 ～ 150 ，圖1直觀的反映了摻量與強度提高的關系

(2)新拌混凝土的和易性獲得顯著改善。摻人硅粉后，混凝土沒有離析和泌水現(xiàn)象，但其坍落度比普通混凝土有明顯減小。實際中可通過摻人高效減水劑補償坍落度的降低，其摻量與硅粉摻量的關系見圖2所示。
(3)硅粉混凝土孔隙小(屬超微量孔隙)，抗

滲性、抗凍性等耐久性能比普通混凝土均有很大提高。從有關試驗資料分析可知，內摻5％ ～1O％的硅粉，抗?jié)B性提高約6～11倍，當摻量在15％以內，抗凍性約提高2倍，均達到普通混凝土水灰比為0．4時的抗?jié)B與抗凍能力。(4)其他性能的改善也較明顯。抗化學侵蝕性、抗空蝕性、抗沖擊性，均有大幅度提高。

3 硅粉混凝土配合比設計方法問題

3．1 配合比參數(shù)的確定
在確定硅粉混凝土配合比參數(shù)時，應充分考慮硅粉混凝土的性能特點。

(1)水灰比的確定
以未摻硅粉的普通混凝土為基準，其基準配制強度應充分考慮摻硅粉后的增強效果。很顯然，基準配制強度(廠基)應為硅粉混凝土“配制強度”(／．)折減相應的強度增量。其強度折減量應以摻量及摻入方式不同而異，可依據(jù)圖3W／C ～ 廠f曲線確定。該圖中曲線反映了不同摻入方式下不同摻量時硅粉混凝土的水灰比與強度關系。不同摻量時的曲線與未摻時的混凝土曲線縱坐標之差即為折減量(即強度增值)。當摻入方式和摻量一定時，可以近似認為，強度增值(△ )為一常量，這時可以應用普通混凝土的強度與水灰比關系式計算基準水灰比，則有：廠基一廠．一△ 一A (c／w—B)，且廠基不能小于普通混凝土的最低強度等級值。

(2)單位用水量的確定
硅粉混凝土的單位用水量，可在基準混凝土單位用水量基礎上作適當調整。
(3)砂率的確定
砂率是粗細骨料的數(shù)量對比，由于摻硅粉對其影響不很顯著，同時考慮摻硅粉后混凝土的粘聚性與保水性都比較良好，因此，以普通混凝土的砂率為依據(jù)，選取較小值即可。

3．2 硅粉摻量的控制

據(jù)有關試驗研究，硅粉摻量過大時，會降低混凝土的某些性能和經(jīng)濟性，一般以小于3O%摻量為宜。當有抗凍要求時，摻量應控制在15 以內。摻量在5％ ～15 比較經(jīng)濟。3．3 最小灰粉用量根據(jù)混凝土對灰漿量的要求，水泥與硅粉總量應不小于普通混凝土的水泥最小用量。

4 硅粉混凝土配合比設計原則與步驟

4．1 配合比設計原則

(1)摻硅粉對混凝土性能的改善是相對于未摻而言，所以，配合比設計應以普通混凝土為基準，確定有關參數(shù)，并據(jù)此進行適當調整。
(2)由于硅粉混凝土與未摻硅粉的普通混凝土的生產(chǎn)過程一致，所以，強度保證率、標準差及離差系數(shù)與未摻混凝土相同，按有關規(guī)范執(zhí)行。
(3)由于摻硅粉后強度提高顯著，故在確定

配合比時應予充分考慮。
(4)由于硅粉密度較小，摻入量的多少不同，將使混凝土密度有較大差異，所以，應按絕對體積法計算。
(5)鑒于試驗資料的局限性，摻量的計算可按內摻法或外摻法進行。

4．2 配合比設計步驟

(1)搜集需配制的混凝土基本資料，擬定硅粉摻量( )和摻配方式(內摻法或外摻法)確定配制強度。
(2)計算基準配比參數(shù)：水灰比(WlC)，單位用水量( )砂率( )。
(3)計算基準材料用量：水( )，水泥( )，砂子( )，石子( )。
(4)計算硅粉混凝土材料量
5 結語

　硅粉混凝土性能的獨特性，使其配合比設計方法有別于一般混凝土。

(1)配制強度應是在設計強度基礎上減去強度增值，以充分利用強度增長效果，達到節(jié)約水泥的目的。
(2)因硅粉混凝土的抗?jié)B、抗凍性均可滿足工程的各種要求，在確定水灰比時，對抗?jié)B、抗凍要求一般不予考慮，僅依據(jù)強度要求確定，即按折減后求得的配制強度確定，其強度折減值是依據(jù)圖解法求得。
(3)硅粉混凝土須摻入高效減水劑，其摻量主要依據(jù)流動性要求和硅粉摻量確定。

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