硅粉混凝土配合比設(shè)計(jì)方法的探討

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

關(guān)鍵詞：硅粉混凝土；性能；配合比；設(shè)計(jì)；方法

中圖分類號(hào)：TV42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 概述
硅粉混凝土是以硅粉為主要摻合料的復(fù)合型混凝土材料。隨著對(duì)硅粉混凝土材料研究的不斷深入，對(duì)其性能的認(rèn)識(shí)也更為深刻與清楚。一方面，這種材料既是對(duì)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(jià)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(yīng)用。當(dāng)然，合理確定其配合比，不論對(duì)其產(chǎn)品質(zhì)量還是對(duì)生產(chǎn)管理都是十分重要的，因而，也就成為急需解決的問(wèn)題。我們知道，混凝土材料的性能與其配合比密切相關(guān)，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(lái)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(diǎn)

2．1 硅粉的性能
硅粉顆粒極細(xì)，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(diǎn):

有關(guān)研究資料表明硅粉對(duì)混凝土性能的改善，最突出地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1)強(qiáng)度顯著提高。在普通混凝土中摻人硅粉后，其強(qiáng)度因摻人方式(內(nèi)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(qiáng)度提高的關(guān)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(méi)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(shí)際中可通過(guò)摻人高效減水劑補(bǔ)償坍落度的降低，其摻量與硅粉摻量的關(guān)系見(jiàn)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(guān)試驗(yàn)資料分析可知，內(nèi)摻5％ ～1O％的硅粉，抗?jié)B性提高約6～11倍，當(dāng)摻量在15％以內(nèi)，抗凍性約提高2倍，均達(dá)到普通混凝土水灰比為0．4時(shí)的抗?jié)B與抗凍能力。(4)其他性能的改善也較明顯?？够瘜W(xué)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(shè)計(jì)方法問(wèn)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(shí)，應(yīng)充分考慮硅粉混凝土的性能特點(diǎn)。

(1)水灰比的確定
以未摻硅粉的普通混凝土為基準(zhǔn)，其基準(zhǔn)配制強(qiáng)度應(yīng)充分考慮摻硅粉后的增強(qiáng)效果。很顯然，基準(zhǔn)配制強(qiáng)度(廠基)應(yīng)為硅粉混凝土“配制強(qiáng)度”(／．)折減相應(yīng)的強(qiáng)度增量。其強(qiáng)度折減量應(yīng)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(shí)硅粉混凝土的水灰比與強(qiáng)度關(guān)系。不同摻量時(shí)的曲線與未摻時(shí)的混凝土曲線縱坐標(biāo)之差即為折減量(即強(qiáng)度增值)。當(dāng)摻入方式和摻量一定時(shí)，可以近似認(rèn)為，強(qiáng)度增值(△ )為一常量，這時(shí)可以應(yīng)用普通混凝土的強(qiáng)度與水灰比關(guān)系式計(jì)算基準(zhǔn)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(qiáng)度等級(jí)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(zhǔn)混凝土單位用水量基礎(chǔ)上作適當(dāng)調(diào)整。
(3)砂率的確定
砂率是粗細(xì)骨料的數(shù)量對(duì)比，由于摻硅粉對(duì)其影響不很顯著，同時(shí)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(guān)試驗(yàn)研究，硅粉摻量過(guò)大時(shí)，會(huì)降低混凝土的某些性能和經(jīng)濟(jì)性，一般以小于3O%摻量為宜。當(dāng)有抗凍要求時(shí)，摻量應(yīng)控制在15 以內(nèi)。摻量在5％ ～15 比較經(jīng)濟(jì)。3．3 最小灰粉用量根據(jù)混凝土對(duì)灰漿量的要求，水泥與硅粉總量應(yīng)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(shè)計(jì)原則與步驟

4．1 配合比設(shè)計(jì)原則

(1)摻硅粉對(duì)混凝土性能的改善是相對(duì)于未摻而言，所以，配合比設(shè)計(jì)應(yīng)以普通混凝土為基準(zhǔn)，確定有關(guān)參數(shù)，并據(jù)此進(jìn)行適當(dāng)調(diào)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(guò)程一致，所以，強(qiáng)度保證率、標(biāo)準(zhǔn)差及離差系數(shù)與未摻混凝土相同，按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。
(3)由于摻硅粉后強(qiáng)度提高顯著，故在確定

配合比時(shí)應(yīng)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(yīng)按絕對(duì)體積法計(jì)算。
(5)鑒于試驗(yàn)資料的局限性，摻量的計(jì)算可按內(nèi)摻法或外摻法進(jìn)行。

4．2 配合比設(shè)計(jì)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(nèi)摻法或外摻法)確定配制強(qiáng)度。
(2)計(jì)算基準(zhǔn)配比參數(shù)：水灰比(WlC)，單位用水量( )砂率( )。
(3)計(jì)算基準(zhǔn)材料用量：水( )，水泥( )，砂子( )，石子( )。
(4)計(jì)算硅粉混凝土材料量
5 結(jié)語(yǔ)

　硅粉混凝土性能的獨(dú)特性，使其配合比設(shè)計(jì)方法有別于一般混凝土。

(1)配制強(qiáng)度應(yīng)是在設(shè)計(jì)強(qiáng)度基礎(chǔ)上減去強(qiáng)度增值，以充分利用強(qiáng)度增長(zhǎng)效果，達(dá)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(shí)，對(duì)抗?jié)B、抗凍要求一般不予考慮，僅依據(jù)強(qiáng)度要求確定，即按折減后求得的配制強(qiáng)度確定，其強(qiáng)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(dòng)性要求和硅粉摻量確定。

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