硅灰在高強泵送混凝土中的應用

硅灰是在冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時，通過煙道排出的硅蒸氣氧化后，經(jīng)收塵裝置收集得到的極細粉末。硅灰的成分一般為無定形二氧化硅，其顆粒比水泥、粉煤灰等小很多，平均粒徑為0.1~0.2μm。硅灰具有很高的火山灰活性能有效增強混凝土的強度，其顆粒更小能表現(xiàn)出更強的填充作用，是混凝土更加致密，進一步提高混凝土的耐久性能。摻入硅灰還可以使混凝土的更好的體積穩(wěn)定性和徐變變形減小、良好的化學穩(wěn)定等性能。

跨越深谷的橋梁現(xiàn)在都在往大跨度發(fā)展，施工現(xiàn)場一般都采取泵送混凝土現(xiàn)澆梁段工藝，這對混凝土拌合物的和易性、可泵性、壓力泌水等品質要求就更高；百年的使用壽命也要求混凝土結構物必須具有良好的耐久性能。

1.1 硅粉的性能

硅粉顆粒極細，粒徑0.2～2μm，一般平均為0.5μm，表面積為20～23m²/g，是水泥的50～60倍。硅粉具有很高的活性，摻入混凝土中，可顯著地改善混凝土的性能。

1.2 硅粉混凝土的性能特點

（1）強度顯著提高。在普通混凝土中摻入硅粉后，其強度因摻入方式（內摻或外摻）、摻入的品種及摻量的不同可提高約40％～150％。

（2）新拌混凝土的和易性獲得顯著改善。摻入硅粉后，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。

（3）其他性能的改善也較明顯?？够瘜W侵蝕性、抗空蝕性、抗沖擊性，均有大幅度提高。

桐子園特大橋位于杭瑞高速公路貴州思南縣境內，主橋上部構造采用主跨150m邊跨79m的對稱預應力混凝土箱型連續(xù)剛構形式，引橋采用4*40m預應力混凝土T梁先簡支后連續(xù)的形式，剛構箱梁采用縱向、腹板豎向和頂面橫向的三向預應力控制。為了有效地利用現(xiàn)有設備和材料，結合過去的施工經(jīng)驗，采用菱形掛籃懸臂現(xiàn)澆施工工藝完成。

按照設計圖紙及相關技術規(guī)程要求，結合工地材料的特性，優(yōu)選硅灰泵送混凝土配合比。雖然混凝土攪拌站至施工現(xiàn)場的距離雖然不遠，但施工道路崎嶇路面狹窄，容易造成堵車現(xiàn)象，為克服坍落度損失帶來不利影響，同時由于硅灰比其他礦物外摻料具有更強的吸水所用，所以一般坍落度出廠宜適當加大。

試驗室配制時混凝土拌合物28天強度為62.4Mpa，彈性模量為4.67*10⁴Mpa,出機坍落度210mm，0.5h坍落度無損失、1h坍落度損失為20mm，擴展度560*550mm²，含氣量3%，初凝時間7h25min，終凝時間10h55min，常壓無泌水，壓力泌水率為0.8%，堿含量為1.23kg/m³，氯離子含量為0.016%，混凝土拌合物粘聚性好，工作適宜性強。

施工時正處于暑期，氣溫高，山谷中風力均在5級以上。正式澆注前，必須選定一個氣候條件相對惡劣的天氣進行梁體混凝土澆注演練，掌握施工中的各種有利不利參數(shù)（如運輸時間、實際坍落度損失、輸送泵工作效率等），據(jù)此指導施工。

現(xiàn)場測試的混凝土拌合物技術指標均滿足梁體澆注要求，制作的同條件養(yǎng)護試件48小時強度均能達到設計強度80%以上，7天強度能達到100%，彈性模量達到100%，為箱梁的張拉提供了可靠的質量和時間保障。

攪拌混凝土和澆注過程中，應嚴格控制拌合物性能，坍落度±20mm，水膠比±0.02。現(xiàn)場跟蹤測溫顯示在混凝土澆筑初期，升溫速度快，混凝土內部溫升的最高值一般在24～48h內產生，48h內溫升可達到或接近峰值，此后趨于穩(wěn)定，并開始降溫，溫度峰值比一般混凝土稍低且持續(xù)時間也縮短。

5.1 硅灰混凝土拌合物1h后坍落度衰減較快

（1）高效減水劑的合理使用能有效延緩坍落度衰減。一般情況下，摻入硅灰后混凝土的用水量會增加，在相同膠凝材料和用水量時會表現(xiàn)出坍落度減低和損失加大等現(xiàn)象，高效減水劑的加入能消除硅灰?guī)淼倪@些負面影響。

（2）硅灰與高效減水劑的相容性性能試驗，通過調整高效減水劑的有效組分來確保與硅灰的相溶性，保證混凝土拌合物坍落度不過快衰減。配合比試配時也應適當加大出機坍落度設計。

5.2 硅灰混凝土拌合物的質量控制

（1）混凝土拌合物的各種材料，特別是硅灰加入量應準確性計量，防止材料用量波動大而引起拌合物性能發(fā)生改變，不利于施工成型。

（2）硅灰混凝土攪拌時間的適當增加5~10s，這樣才能充分攪拌均勻，得到高品質的混凝土拌合物。

5.3 泵送混凝土堵管的預防

混凝土輸送泵在工作室，混凝土分配閥換向吸入混凝土，垂直管中的混凝土重力將對混凝土泵送產生逆流壓力，垂直管中的混凝土越高則逆流壓力越大，當該垂直壓力過大而使混凝土反流入輸送泵時就造成了堵管。

實際施工過程中，泵管管道壁的潤滑成都不夠、管節(jié)連接是密封圈不緊密導致漏氣、泵管固定不牢固致使擺動、混凝土離析或者泵管溫度過高、混凝土在泵管中停留的時間過長等等諸多因素都會導致混凝土堵管，必須保持警惕。

（1）合理選用泵管，泵送混凝土前應對泵管的連接接頭進行逐一檢查，泵送混凝土前應用同標號砂漿或者水泥漿充分濕潤管壁。

（2）加強混凝土拌合物質量控制，對出機混凝土質量不滿足要求的應及時進行調整，不得將品質不好的混凝土強行灌入混凝土輸送泵。輸送泵中的混凝土必須保證在攪拌過程中，不得停機。

（3）施工完成后應先后用砂漿和清水對泵管進行充分清洗，保證泵管內部清潔。

（1）硅灰在新拌混凝土中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，能有效的防止泌水，特別能較少是在高壓泵送壓力下的泌水，防止泵后混凝土拌合物離析。

（2）硅灰的顆粒十分微小，摻入硅灰的混凝土必須同高效減水劑同時使用方可減少混凝土的單方用水量，否則將無法充分利用硅灰非常強的充填致密特性，從而不利于改善混凝土的耐久性。

（3）研究表面，硅灰在混凝土中能比水泥孰料具有更快的反應速度，且摻入硅灰后的混凝土抗軟水溶蝕、抗硫酸鹽侵蝕、抗?jié)B性等方面都有較強的提高。加大硅灰在混凝土中的合理應用將取得更加良好的社會經(jīng)濟效益。

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